现场总线技术及其应用研究论文(9)

2现场总线的种类

从20世纪90年代以后，现场总线技术得到了迅猛发展，出现了群雄并起、百家争鸣的

局面。目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、

P-Net、FIP、ISP等，其中最具有影响力的有5种，分别是FF、Lon Works、Profibus、CAN

和HART。

2.1基金会现场总线

基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF，这是在过程自动化领域得到广泛支持

和具有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rousemount公司为首，联合Foxboro、

横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地

的150家公司制订的WordFIP协议。屈于用户的压力，这两大集团于1994年9月合并，成

立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互

连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层

上增加了用户层。

基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为3125Kbps,通信

距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速

率为1Mbps和2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、

光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每

位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串

行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极

性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。

为满足用户需要，Honeywell、Ronan等公司已开发出可完成物理层和部分数据链路层

协议的专用芯片，许多仪表公司已开发出符合FF协议的产品，1总线已通过ａ测试和β测

试，完成了由13个不同厂商提供设备而组成的FF现场总线工厂试验系统。2总线标准也已

经形成。

1996年10月，在芝加哥举行的ISA96展览会上，由现场总线基金会组织实施，向世

界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品，并将这些分布在不同楼层展览大

厅不同展台上的FF展品，用醒目的橙红色电缆，互连为七段现场总线演示系统，各展台现

场设备之间可实地进行现场互操作，展现了基金会现场总线的成就与技术实力。

2.2 LonWorks

LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术，它是由美国Ecelon公司推出并由它

们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型

的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参