一、引言
　　随着计算机网络技术的迅速发展www.cechina.cn，由全数字现场控制系统代替数字与模拟分散型控制系统已经成为工业化控制系统结构发展的必然趋势，以现场总线为基础的全数字控制系统已是当今世界各国关注的热点问题。
　　二、简介
　　1、什么是现场总线
　　根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会（ISA）的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络，它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通讯，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
　　2、现场总线的特点
　　国际电工委员会（IEC）对现场总线主要有以下三点要求：
　　（1）统一数据链路上过程控制单元(CPU)、PLC等与数字I/O设备互连；
　　（2）现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；
　　（3）在保证系统可靠性的基础上，有利于减小软硬件开销，降低成本和通讯媒体安装费用。

　　SP50委员会提出的两种现场总线结构模型是：
　　（1）星型总线—用短距离、廉价、低速率电缆取代模拟信号传输线；
　　（2）总线型总线—数据传输距离长、速率高，采用点对点、点对多点和广播式通信方式。
　　从目前来看，还没有哪一种现场总线能够满足上述全部要求，各种现场总线都有自己的长处和短处。虽然用户和市场有标准化的需要，但在短期内，现场总线标准无法统一，多种现场总线并存的情况在今后较长的时间将依然存在，IEC61158标准的产生就说明了这一点。下面www.cechina.cn，将对各种现场总线的特点进行分析对比。
　　三、现场总线控制技术
　　1、现场总线控制系统
　　现场总线控制系统（FCS）是集计算机技术、网络技术和控制技术为一体的当代最先进的计算机控制技术，是一种全分散、全数字、全开放的控制系统。这种系统主要用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，在未来将成为现代计算机控制系统的主流。
　　2、现场总线的发展现状
　　现场总线发展迅速，现处于群雄并起、百家争鸣的阶段，目前已开发出40多种现场总线。其中，符合IEC61158国际标准规定的有8种总线，包括：德国西门子公司支持的Profibus、基金会现场总线FF、德国Phoenix Contact公司支持的Interbus、美国Rockwell公司支持的Controlnet、法国Alstom公司支持的Worldfip、主要由Fisheer-Rosemount公司支持的FF HSE、，美国波音公司支持的Swift Net以及丹麦的Peocess。此外，还有几种在工业控制领域广泛应用的总线，如德国Bosch公司为汽车应用而开发的CANBUS、美国Echelon公司开发的Lon Works总线等。在这些总线中，最具影响力的有5种，分别是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks，其性能对照见表1。
　　3、几种总线通信模型概述
　　目前，各种现场总线既遵循开放系统的原则，也兼顾了自己的特点和特殊要求（如表2所示）。参考OSI协议模型控制工程网版权所有，Worldfip总线实现了OSI参考模型的1、2、7层服务，能提供变量服务、消息服务和网络管理服务，是一种数据流总线。Profibus总线也包括了OSI模型1、2、7层服务，其中Profibus-FMS把第3层到第6层服务放在底层由接口完成，Profibus-FMS/PA属于数据流总线，Profibus-DP则属于字节总线。Lonworks使用了Lontalk协议CONTROL ENGINEERING China版权所有，实现了OSI参考模型全部七层服务，
　　表2 几种现场总线现状

　　一种折中、平衡的现场总线，但也因此会在有些应用场合增加网络的负担，影响了通信速度。CAN总线只规定了物理层和数据链路层，用户在应用中自己定义通信协议，有突出的灵活性，有成本优势和速度优势，但一般的应用都是位总线，不适合大流量通信。
　　四、介质访问控制（MAC）协议对比
　　现场总线的协议中，数据链路层的MAC子层协议最重要，它直接控制各个通信节点对通信介质的使用权，对现场总线的实时能力有关键影响。MAC层协议主要分为两大类：一类采用事件触发方式，设备可自主的随机访问设备，Lonworks总线和CAN总线属于这种方式；另一类采用时间触发方式，设备只能在受控的确定时间访问介质www.cechina.cn，Worldfip总线和Profibus总线属于这种方式。
　　1、时间触发方式协议
　　时间触发方式协议采用令牌方式，进一步可分为分布式令牌协议（如Profibus协议）和集中式令牌协议（如Worldfip总线协议）。
　　Profibus总线采用分布式令牌方式，所有节点组成一个虚拟环，令牌在Profibus总线主站间按地址传递，拥有令牌的主站在确定的时间窗口拥有总线控制权，以轮询方式与从站通信。所谓轮询，是指主节点定期循环询问各个从节点，