現場總線前景展望

現場總線作為工業控制系統和現場設備之間的一種實用通訊方式已經被工業控制領域廣為接受運用，并且目前正迅速發展成為過程控制系統與現場儀器間通訊的首選方法。現場總線在一些未開發地區取得了巨大的成功，特別是應用在新型大規模加工工程和發展中國家。現場總線未來的市場前景如何？如何發展這種實用技術使其滿足用戶的需求呢？

一、現場總線分析

1.尋求一種通用標準

目前，現場總線協議有幾百種版本，包括開放式標準，例如PROFIBUS和屬于同一廠商的專有協議。開放性標準的主要優勢在于大量集散控制系統(DCS)和可編程序控制系統的支持和使用，而私有系統局限于運用在它們支持的設備中。

PROFIBUS、InterBUS-S和DeviceNET等主要開放性現場總線的內部組織結構正處于整合時代，但仍在通過不斷地增加新特性來完善系統性能。盡管有些新型現場總線的創新速度在逐漸減慢，但近來多種新型的開放性現場總線已生產上市，如工控網的過程現場總線和基金會現場總線。

人們希望執行一種統一的國際標準，雖然國際電工委員會很早就著手開始制定現場總線的標準，但至今統一的標準仍未完成。

因為，過程現場總線和基金會現場總線已有安裝大量設備投入應用作為基礎，所以近期內兩者都不會被淘汰。盡管過程現場總線已開始吸收采用基金會基礎現場總線的一些特性，但實現統一標準依然很渺茫。過程現場總線和基金會現場總線將繼續發展，或許當以后兩者試圖服務于同一應用程序時，它們會做出合二為一的努力。

在國際上，雖然現場總線并非一個全球標準，但它正逐漸被歐洲一些國家所接受，且成為基金會現場總線規范的構成部分。

2.系統整合

當制作控制應用程序時，現場總線與其他系統進行整合的性能是至關重要的。雖然基金會現場總線和過程現場總線都提供了允許系統整合的接口文件和互用策略，但是，消費者仍期望生產廠家做進一步檢測，以確保其提供的產品能夠真正與主要協議相融。這兩種協議有著相似的拓撲結構，即以一種高速鏈路聯接較低速的PA和H1現場節點。基金會現場總線已將對H2高速總線的研發轉向利用高速以太網。而且基金會現場總線用高速以太網為綜合現場總線提供了最靈活的多種解決方案。

過程現場總線以RS485或光纖作為其高速總線傳輸媒介，因為這一技術已經非常成熟。過程現場總線采用的或許是最差的整合方法，因為過程現場總線允許循環設備通過GSD文件存取，進一步使運轉過程復雜化。此外，過程現場總線的設備運轉和參數設定也是弱項，常需多種外部軟件工具支持協助。

3.節約操作費用開支

現場總線系統通過提供關于現場設備狀況和維修條件的及時信息來節約操作費用。設備類型管理器運行方法以明確的語言表述設備配置和狀態信息，使同級別的信息隨設備維修條件而傳遞。

當某一設備狀態需要特別關注時，資源監控器會預先自動提醒操作者，使其提前做好準備。就某種程度而言，這就要視設備和系統的特性而定。既然可以以這種方式獲得診斷、維修信息，那么，那些附加標準就可以將診斷、維修信息碼改譯成明確、清楚的指令或指示，從而使可獲資源最大化，且減少不必要的預防性維修。編制加載準確的設備文件可縮短查找故障時間。對隱藏的設備故障進行診斷，系統需要查找到正確的文件才能夠實現維護設備的有效性，而這些則是最困難的工作。

4.可尋址遠程傳感器高速通道

可尋址遠程傳感器高速通道設備提供一定的維修信息，并能遠程獲取設備配置及支持，這與我們已經討論過的現場總線協議相似。在可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議情況下，各設備間用4–20mA模擬信號通訊，盡管能夠通過合適的工具和組成成分獲取設備數據，但其速度緩慢。

可尋址遠程傳感器高速通道信息，上傳到主機系統的功能變得愈加普遍。資源監控器應用軟件，被用來最大化可尋址遠程傳感器高速通道設備的可用性。這一點，類似于基金會現場總線設備和過程現場設備中資源監控器的

功能。

可尋址遠程傳感器高速通道設備類型管理器，也可以為所有既得特性提供全方位設備支持。

二、現場總線前景

現場總線發展前景的特征表現為：

一是現場總線將出現更多低功耗設備和自主存儲個體文件編制文檔。它將進一步簡化運轉過程，并促進涵括精密運算法則和改良安全協議設備的不斷涌現。

二是現場總線設備在傳達維修信息時將更加智能化。這是一個有發展空間的領域，而且，其優勢還表現在于處理錯誤信息時更加智能化。

三是現場總線另一個發展前景是無線設備的使用。例如，工程師在車間現場巡查時，可用便攜式個人數字助理器檢測核查設備運行過程，并處理現場問題。

四是光纖通訊也將被用來阻止射頻對數據的干擾。

（作者單位：青島科技大學）