工控領域最流行的九大現場總線

4、CAN現場總線

CAN是控制網絡ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。其總線規范 現已被ISO國際標準組織制訂為國際標準，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應用在離散 控制領域。CAN協議也是建立在國際標準組織的開放系統互連模型基礎上的，不過，其模型結構只有3層，只取OSI底層的物理層、數據鏈路層和頂上層的應用 層。其信號傳輸介質為雙絞線，通信速率最高可達1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10km/kbps，可掛接設備最多可達110個。

CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節數為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能以切斷該節點與總線 的聯系，使總線上的其它節點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。CAN支持多主方式工作，網絡上任何節點均在任意時刻主動向其它節點發送信息，支持 點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發送數據。它采用總線仲裁技術，當出現幾個節點同時在網絡上傳輸信息時，優先級高的節點可繼續傳輸數據，而優先級 低的節點則主動停止發送，從而避免了總線沖突。已有多家公司開發生產了符合CAN協議的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的 MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。還有插在PC機上的CAN總線接口卡，具有接口簡單、編程方便、開發系統價格便宜等優點。

5、Devicenet現場總線

Devicenet是一種低成本的通訊總線。它將工業設備(如：限位開關，光電傳感器，閥組，馬達啟動器，過程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅動器，面板顯示器和操作員接口)連接到網絡，從而消除了昂貴的

硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通訊，并同時提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現的。

Devicenet是一種簡單的網絡解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時，減少了配線和安裝工業自動化設備的成本和時間。 DeviceNet不僅僅使設備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統所帶來的設備級的診斷功能。該功能在傳統的I/O上是很難實現的。

Devicenet是一個開放的網絡標準。規范和協議都是開放的，供貨商將設備連接到系統時，無需為硬件，軟件或授權付費。任何對DeviceNet技 術感興趣的組織或個人都可以從開放式DeciceNet供貨商協會(ODVA)獲得DeviceNet規范，并可以加入ODVA，參加對 DeviceNet規范進行增補的技術工作組。

Devicenet的許多特性沿襲于CAN，CAN總線是一種設計良好的通信總線，它主 要用于實時傳輸控制數據。DeviceNet的主要特點是：短幀傳輸，每幀的最大數據為8個字節;無破壞性的逐位仲裁技術;網絡最多可連接64個節點;數 據傳輸波特率為125kb/s、250kb/s、500kb/s;點對點、多主或主/從通信方式;采用CAN的物理和數據鏈路層規約。

6、HART現場總線

HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的縮寫。最早由Rosemout公司開發并得到80多家著名儀表公司的 支持，于1993年成立了HART通信基金會。這種被稱為可尋址遠程傳感高速通道的開放通信協議，其特點是現有模擬信號傳輸線上實現數字通信，屬于模擬系 統向數字系統轉變過程中工業過程控制的過渡性產品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較好的發展。

HART通信模型 由3層組成：物理層、數據鏈路層和應用層。物理層采用FSK(FrequencyShiftKeying)技術在4～20mA模擬信號上迭加一個頻率信 號，頻率信號采用Bell202國際標準;數據傳輸速率為1200bps，邏輯0的信號頻率為2200Hz，邏輯1的信號傳輸頻率為1200Hz。數據鏈 路層用于按HART通信協議規則建立HART信息格式。其信息構成包括開頭碼、顯示終端與現場設備地址、字節數、現場設備狀態與通信狀態、數據、奇偶校驗 等。其數據字節結構為1個起始位，8個數據位，1個奇偶校驗位，1個終止位。應用層的作用在于使HART指令付諸實現，即把通信狀態轉換成相應的信息。它 規定了一系列命令;按命令方式工作。它有3類命令，第一類稱為通用命令，這是所有設備理解、執行的命令;第二類稱為一般行為命令，它所提供的功能可以在許 多現場設備(盡管不是全部)中實現，這類命令包括最常用的現場設備的功能庫;第三類稱為特殊設備命令，以便在某些設備中實現特殊功能，這類命既可以在基金 會中開放使用，又可以為開發此命令的公司所獨有。在一個現場設備中通常可發現同時存在這3類命令。

HART支持點對點主從應答方式和多點廣播方式。按應答應方式工作時的數據更新速率為2～3次/s，按廣播方式工作時的數據更新速率為3～4次/s，它 還可支持兩個通信主設備。總線上可掛設備數多達15個，每個現場設備可有256個變量，每個信息最大可包含4個變量。最大傳輸距離3000m，HART采 用統一的設備描述語言DDL。現場設備開發商采用這種標準語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設 備運用DDL技術，來理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開發專用接口。但由于這種模擬數字混信號制，導致難以開發出一種能滿足各公司要求的通信接口 芯片。HART能利用總線供電，可滿足本安防爆要求。