没有太多实质性东西啊，楼主加油

现场总线快速讲解之二

经典教程曰：现场总线是指应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信技术，被誉为自动化领域的计算机局域网，已经成为控制网络技术的代名词。

还曰：现场总线是以测量控制设备作为网络节点，双绞线等传输介质作为纽带，把位于生产现场、具备了数字计算和数字通信能力的测量、控制、执行设备连接成网络系统，遵循规范的通信协议，在多个测量控制设备直接、以及现场设备和远程监控计算机之间，实现数据传输和信息交换，形成适应各种应用需要的自动控制系统。

    经典教材对现场总线的描述显得冗余、抽象，让人觉得既可以说是一门技术，又可以说是一种网络，是以标准化的文本展现，还和工业控制紧密联系构成系统。那么如果要求用一句话来解释什么是现场总线？工程师们往往会产生以下表1所示的一些说法，首先这些说法从某个角度来说有一定道理，确实体现在工业实践中，但是光有这些理解是不够的，是不能准确、全面的掌握现场总线的。

大多数工程师往往会将具体实现、组成技术与现场总线的本质混淆。于是本人先给出这些理解的角度，在接下来的讨论中会再从这些角度进行深入解析，说清楚为什么这些理解都不够准确。

    现场总线是指连接传感器、执行器、PLC、调节器、驱动器和人机界面等现场设备的网络，相当于人体的神经系统，为人体传递各种感知。

     现场总线从本质上来说就是一种局域网。它用标准来具体描述，软硬件与协议遵循标准规范，运用在控制系统中作为通信技术。

为什么需要现场总线

既然现场总线是一种使用在工业现场的局域网，那么就先从工业为什么需要网络开始说起。工业的最高目标就是提高效率、提升质量和降低成本，因此在整个产品生产过程中，所有手工操作都必须用更快、更复杂、更可靠的自动化操作来替换，那就更需要对整个生产过程进行监测和控制，而且还要降低成本。自动化操作可以通过计算机得以实现，而更加有效的监控整个生产过程，就需要将有所有自动化单元连接在一起，相互通信，将生产相关的数据传输到控制室，于是工厂需要引入网络。

工业需要怎样的网络呢？纵观整个工业行业，一般可以分为过程行业和制造业两大类。过程行业针对物料连续流动，要求严格保证安全；而制造业针对离散对象的生产，要求不断提高生产效率。整个过程行业通信的发展经历了以下的阶段：

  过去过程行业的现场设备（传感器）通过4~20ma或0~24V模拟信号传输信号，布线时每个现场设备都需要通过一根电缆连接到主控室的计算机，这种布线类似于并行通信。随着工厂规模的扩大，布线就需要越来越多、越来越长的电缆，设计复杂、安装昂贵，尤其不便于维护和升级。未来解决布线难的问题，需要一种串行数字通信技术，可以取代直流20mA与24V标准技术。

而制造业的发展历程如下：

美国国家标准局提出了计算机集成制造（CIM）的概念，为使用计算机的各层级工业自动化定义了分层结构。通用汽车的制造自动化协议（MAP）项目和波音公司办公技术协议（TOP）项目，旨在为CIM定义各层次通信规范。

当制造业工厂网络变成分布式架构，为了提高通信质量、现场设备的可维护性，增加通信数据量，同时节省线缆和降低安装成本，控制器、传感器和执行器变得越来越智能化，彼此之间也需要一种双向的、串行的、数字的通信，而且需要满足从上到下各层级统一的通信规范。

而且无论过程行业还是制造业，工业现场环境与民用环境确有很大的不同：

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现场总线的支撑技术

可以说是通信、网络、计算机、电子技术的发展使得现场总线呈现目前的样子,满足工业通信的要求。

1、OSI-ISO模型：1978年国际标准化组织（ISO）开始制定参考通信模型架构，如今成为开放式系统互连模型（OSI），标准化设计新的通信协议。这个技术简化了通信的设计难度。

2、局域网和MAC层协议：局域网中所有节点共享通信介质，如果不加入一些规则，如果所有节点同时传输数据，那么势必会出现冲突。为了只让一个节点在一个时间段使用通信介质，就要开发介质访问控制（MAC）协议。MAC协议可以把传输延时限制在一定时间内，从而保证通信的确定性，如果不能限制传输延时，则通信就不具备确定性。MAP项目使用令牌机制来保证通信的确定性，而以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA-CD）机制，属于不确定性的通信。这促进了工业网络化。

3、过去因为缺少统一的通信标准，将不同系统集成在一起，之间通信就需要使用网关、适配器和协议转换器，成本就会随之增加。如果定义统一的通信标准，就能不用增加软硬件实现不同设备通信，也就能降低成本，为此两家大公司启动了MAP与TOP项目。

制造消息规范（MMS）也作为MAP的一部分。而在分层架构的最低层形成层，也就是说控制器、传感器和执行器之间需要一种满足特殊需要的局域网进行通信。这个规范帮助定义工业通信的内容。

4、电子集成电路：20世纪70年代到80年代是微电子技术、集成电路、微控制器和数字信号的处理（DSP）高速发展的时期。局域网技术使得用户开始尝试使用分布式应用，在微型计算机上集成分布式功能，然后通过网络相互协作，具有很大的吸引力。这导致了工业应用中的数字控制系统（DCS）、直接数字控制（DDC）融合成分布式控制系统（DCS），并最终发展成目前的工业控制系统。而随着微电子、自动化设计不断进步，指定满足自己要求的协议非常适合。