現場總線是用于過程控制現場儀表與控制室之間的一個標準的、開放的、雙向的多站數字通信系統。隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的發展，以全數字式現場總線（FIELDBUS）為代表的互聯規范，正在迅猛發展和擴大。由于采用現場總線將使控制系統結構簡單，系統安裝費用減少并且易于維護；用戶可以自由選擇不同廠商、不同品牌的現場設備達到最佳的系統集成等一系列的優點，現場總線技術正越來越受到人們的重視。近十幾年由于現場總線的國際標準不能建立，現場總線發展的種類較多，約有40余種：如德國西門子公司Siemens的ProfiBus，法國的FIP，英國的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，國際標準組織-基金會現場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等。 

現場總線的種類主要有：基金會現場總線FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN等 

1、基金會現場總線FF 

    現場總線基金會包含100多個成員單位，負責制訂一個綜合IEC/ISA標準的國際現場總線。它的前身是可互操作系統協議ISP（InterperableSystemProtocol）--基于德國的ProfiBis標準，和工廠儀表世界協議WORLD （WorldFactoryInstrumentationProtocol）--基于法國的FIP標準。ISP和WORLDFIP于1994年6月合并成立了現場總線基金會。 

基金會現場總線采用國際標準化組織ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型（1，2，7層）。另外增加了用戶層。   

2、ProfiBus 

    ProfiBus自1984年開始研制現場總線產品，現以成為歐洲首屈一指的開放式現場總線系統，歐洲市場占有率大于40%，廣泛應用于加工自動化、樓宇自動化、過程自動化、發電與輸配電等領域。1996年6月ProfiBus被采納為歐洲標準EN50170第二卷。PNO為其用戶組織，核心公司有：Siemens公司，E+H公司，Samson公司，Softing公司等。 

    ProfiBus技術特性：ProfiBus以ISO7498為基礎，以開放式系統互聯網絡OSI（OpenSystemInterconnection）作為參考模型，定義了物理傳輸特性，總線存取協議和應用功能。ProfiBus家族包括ProfiBus-DP，ProfiBus-PA，ProfiBus-FMS。ProfiBus-DP（DecentralizedPeriphery）是一種高速和便宜的通信連接，用于自動控制系統和設備級分散的I/0之間進行通信。ProfiBus-FMS（FieldBusMessageSpecification）用來解決車間級通用性通信任務。與LLI（LowerLayerInterface）構成應用層，FMS包括了應用協議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務，LLI協調了不同的通信關系并向FMS提供了不依賴設備訪問數據鏈層。ProfiBus-PA（ProcessAutomation）專為過程自動化而設計的，它可使傳感器和執行器接在一根共用的總線上。根據IEC61158-2國際標準，ProfiBus-PA可用雙絞線供電技術進行數據通信，數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協議和描述現場設備的PA行規。當使用電纜耦合器，ProfiBus-PA裝置能很方便的連接到ProfiBus-DP網絡。[主要內容摘自“PROFIBUS-與現場總線國際標準”歐陽勁松梅恪] 

3、WorldFIP 

    WorldFIP協會成立于1987年3月，以法國CEGELEC、SCHNEIDER等公司為基礎開發了FIP（工廠儀表協議）現場總線系列產品。協會有100多個成員，產品在法國市場占有率大于60%，歐洲約25%。產品適用于發電與輸配電、加工自動化、鐵路運輸、地鐵和過程自動化等領域。1996年6月WorldFIP被采納為歐洲標準EN50170。WorldFIP是一個開放系統，不同系統、不同廠家生產的裝置都可以使用WorldFIP，應用結構可以是集中型、分散型和主站-從站型。WorldFIP現場總線構成的系統可分為三級：過程級、控制級和監控級，這樣用單一的WorldFIP總線就可以滿足過程控制、工廠制造加工系統和各種驅動系統的需要了。 

    WorldFIP協議有物理層、數據鏈路層和應用層組成。應用層定義為兩種：MPS定義和SubMMS定義。MPS是工廠周期/非周期服務，SubMMS是工廠報文的子集。 

    物理層的作用能夠確保連接到總線上的裝置間進行位信息的傳遞。介質是屏蔽雙絞線或光纖。傳輸速度有31.25kb/s，1Mb/s和2.5Mb/s，標準速度是1Mb/s，使用光纖時最高可達5Mb/s。 

    WorldFIP的幀有三部分組成，即幀起始定界符（FSS），數據和檢驗字段，以及幀結束定界符。 

    應用層服務有三個不同的組：BAAS（Bus Arbitrator Application Services），MPS（Manufacturing Periodical / a Periodical Services），SubMMS（Subset of Messaging Services）。MPS服務提供給用戶：本地讀/寫服務，遠方讀/寫服務，參數傳輸/接收指示，使用信息的刷新等。 

    處理單元通過WorldFIP的通信裝置（通信數據庫和通信芯片組成）掛到現場總線上。通信芯片包括通信控制器和線驅動，通信控制器有FIPIU2，FIPCO1，FULLFIP2，MICROFIP等，線驅動器用于連接電纜（FIELDRIVE，CREOL）或光纖（FIPOPTIC/FIPOPTIC-TS）。通信數據庫用于在通信控制器和用戶應用之間建立鏈接。[主要內容摘自“法國WorldFIP現場總線技術概況”繆學勤] 

4、ControlNet/DeviveNet 

    ControlNet的基礎技術是在RockwellAutomation企業于1995年10月公布。1997年7月成立了ControlNetInternational組織（http://www.controlnet.org），Rockwell轉讓此項技術給該組織。組織成員有50多個如ABBRoboties，HoneywellInc.，YokogawaCorp.，ToshibaInternational，Procter&Gamble，OmronElectronicsInc.等。DeviceNet的相關網址（http://www.odva.org/） 

傳統的工廠級的控制體系結構有五層即工廠層、車間層、單元層、工作站層、設備層組成。而Rockwell自動化系統簡化為三層結構模式：信息層（Ethernet以太網），控制層（ControlNet控制網），設備層（DeviceNet設備網）。ControlNet層常傳輸大量的I/O和對等通訊信息，具有確定性和可重復性的，緊密聯系控制器和I/O設備的要求。它具備如下特點：1）ControlNet在單根電纜上支持兩種類型的信息傳輸：有實時性的控制信息和I/O數據傳輸，無時間苛求的信息發送和程序上/下載；2）ControlNet技術采取了一種新的通信模式，以生產者/客戶模式取代了傳統的源/目的模式它不僅支持傳統的點對點通訊，而且允許同時向多個設備傳遞信息。生產者/客戶模式使用時間片算法保證各節點實現同步，從而提高了帶寬利用率；3）ControlNet使用同軸電纜可達6km，節點數99個，兩個節點間距離最長達1000m，48個節點距離可長達250m，采用光纖和中繼器后通訊距離可達幾十公里。ControlNet應用于過程控制，自動化制造等領域。 

5、CAN 

CAN(ControllerAreaNetwork)稱為控制局域網，屬于總線式通訊網絡。CAN總線規范了任意兩個CAN節點之間的兼容性，包括電氣特性及數據解釋協議，CAN協議分為二層：物理層和數據鏈路層。物理層決定了實際位傳送過程中的電氣特性，在同一網絡中，所有節點的物理層必須保持一致，但可以采用不同方式的物理層。CAN的數據鏈路層功能包括幀組織形式，總線仲裁和檢錯、錯誤報告及處理，確認哪個信息要發送的，確認接收到的信息及為應用層提供了接口。CAN網絡具有如下特點：CANBUS網絡上任意一個節點均可在任意時刻主動向網絡上的其它節點發送信息，而不分主從。通訊靈活，可方便地構成多機備份系統及分布式監測、控制系統。網絡上的節點可分成不同的優先級以滿足不同的實時要求。采用非破壞性總線裁決技術，當兩個節點同時向網絡上傳送信息時，優先級低的節點主動停止數據發送，而優先級高的節點可不受影響地繼續傳輸數據。具有點對點，一點對多點及全局廣播傳送接收數據的功能。通訊距離最遠可達10KM/5KBPS，通訊速率最高可達1MBPS/40M。網絡節點數實際可達110個。每一幀的有效字節數為8個，這樣傳輸時間短，受干擾的概率低。每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施，數據出錯率極低，可靠性極高．通訊介質采用廉價的雙絞線即可，無特殊要求。在傳輸信息出錯嚴重時，節點可自動切斷它與總線的聯系，以使總線上的其它操作不受影響。 

現場總線標準 

現場總線標準有如下種類： 

丹麥國家標準DSF21906：P-Net 

德國國家標準DIN19245（1-2）：ProfiBus-FMS 

德國國家標準DIN19245（3）：ProfiBus-DP 

德國國家標準DIN19245（4）：ProfiBus-PA 

法國國家標準FIPC46601-607：WorldFIP 

日本JEMA標準CC-Link 

美國國家標準ANSI/NEMA以等同方式支持的ISA/IEC標準草案 

1)ISA/IEC61158-1總論； 

2)ISA/IEC61158-2物理層規范 

3)ISA/IEC61158-3鏈路層服務定義1998/09/30未通過 

4)ISA/IEC61158-4鏈路層規范；1998/09/30未通過 

5)ISA/IEC61158-5應用層服務定義；1998/09/30未通過 

6)ISA/IEC61158-6應用層規范；1998/09/30未通過 

7)ISA/IEC61158-7管理系統 

8)ISA/IEC61158-8一致性試驗 

9)ISA/IEC61804過程控制模塊歐洲標準EN50170（CLC65CX） 

Vol.IP-Net 

Vol.IIProfiBus 

Vol.IIIWorldFIP 

Vol.IVFF,聯合王國(UK)IEC國家委員會提議 

Vol.VControlNet,聯合王國(UK)IEC國家委員會提議 

歐洲標準EN50254（CLC65CX） 

1)ProfiBusDP 

2)FIPDWF 

3)Interbus 

歐洲標準EN50295（CLCTC17B） 

1)ASI 

歐洲標準prEN50325 

1)DeviceNet美國Rockwell 

2)SDS美國Honeywell 

國際標準ISO11898 

1)德國CANbus; 

2)美國DeviceNet; 

3)特性接近ProfiBus; 

國際標準IEC62026(IECSC65C) 

1)ASI法國、德國 

2)DeviceNet美國Rockwell 

3)SDS美國Honeywell