现场总线的种类介绍及其特点分析

一、引言

现场总线(Fieldbus)作为工业自动化领域中的一项重要技术，近年来得到了迅速的发展和应用。它解决了工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信问题，实现了现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递。现场总线技术的出现，极大地推动了工业自动化水平的提高。本文将详细介绍现场总线的种类及其特点，以期为读者提供深入的了解和参考。

二、现场总线的种类介绍

PROFIBUS

PROFIBUS作为一种快速总线，被广泛应用于分布式外围组件(PROFIBUS-DP)。它除了支持PROFIBUS-DP和FMS以外，还支持驱动器通讯标准PROFIBUS MC。PROFIBUS具有高速、可靠、经济实用等特点，被广泛应用于加工自动化、楼宇自动化、过程自动化、发电与输配电等领域。

EtherCAT

EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时以太网解决方案。它以其卓越的性能和简便的使用方式，成为工业自动化领域的佼佼者。EtherCAT具有高速、同步、灵活等特点，能够满足各种复杂的工业自动化需求。

Lightbus

Lightbus是一种经过验证的Beckhoff光纤总线系统，具有极为优秀的抗EMI性能。它易于安装，数据流快速、循环且具有确定性。Lightbus适用于对电磁干扰要求较高的工业自动化环境。

Interbus

Interbus易于配置，通讯快速而可靠。其主/从系统的移位寄存器协议可提供高效循环通讯。Interbus在工业自动化领域中的应用广泛，尤其在需要高效通讯的场合中表现出色。

CANopen

CANopen是一种基于CAN(Controller Area Network)的开放网络通讯协议。它通过有效利用总线带宽，在相对较低的数据传输速率时也能实现较短的系统响应时间。CANopen秉承了CAN的传统优点，如数据安全性高且具备多主站能力等。

ControlNet

ControlNet是一种开放式标准现场总线系统。它允许循环数据和非循环数据通过总线同时进行交换，而两者之间互不影响。ControlNet在工业自动化领域中的应用广泛，尤其在需要同时处理多种数据的场合中表现出色。

SERCOS interface

SERCOS最初作为用于驱动器的快速光纤总线系统研发。它采用Beckhoff SERCOS总线耦合器，I/O设备可以实现高速率数据传输和较短的循环时间。SERCOS
interface在需要高速数据传输的工业自动化场合中具有显著优势。

Ethernet

以太网作为办公环境中的主流标准，在工业自动化领域中也得到了广泛应用。以太网具有数据传输速率高、与现有网络的简便集成以及广泛的服务和接口等优点。在Beckhoff以太网产品中，以太网的优势得到了进一步发扬。

PROFINET

PROFINET是一种由PNO(PROFIBUS用户组织)针对开放式工业以太网制定的标准。它遵循国际上订立的针对通讯的IT标准(如TCP/IP协议)，使得工业自动化系统能够无缝地集成到企业IT网络中。

三、现场总线的特点分析

实时性

现场总线技术具有很强的实时性，能够实现对现场设备的实时监控和控制。其实时性能达到毫秒级甚至微秒级，满足了工业自动化控制系统对实时性的要求。

可靠性

现场总线技术具有较强的抗干扰能力和容错能力，能够在恶劣的环境下稳定工作。其可靠性主要体现在数据传输的稳定性和设备之间的互操作性上。

开放性

现场总线技术采用开放的通信协议，支持多种设备接入，具有良好的兼容性。这种开放性使得用户可以自由选择设备和系统集成商，降低了系统成本。

灵活性

现场总线技术具有很强的灵活性，可以根据实际需要对系统进行灵活配置和扩展。无论是设备数量的增加、功能的扩展还是系统的升级，现场总线技术都能提供很好的支持。

简化布线

现场总线技术采用统一的通信网络，可以大大减少现场设备的布线，降低系统成本和维护难度。这种简化布线特点使得用户可以更加方便地进行系统设计和安装。

四、结论

现场总线技术作为工业自动化领域中的一项重要技术，具有实时性、可靠性、开放性、灵活性和简化布线等特点。不同种类的现场总线各具特色，适用于不同的工业自动化需求。随着工业自动化技术的不断发展，现场总线技术在工业自动化控制系统中的应用将越来越广泛，为工业生产带来更高的效率和更好的性能。