工业控制网络01 绪 论

工

业

控

制

网

络（现场总线）主讲教师：1问题：

1.什么是工业控制网络（现场总线）？

2.学习本门课程都需要具备那些基础？

3.

学习本门课程的主要目的是什么？

4.本门课程将主要讲述哪些内容？2学习本门课程需具备的基础

电子技术（模拟电子技术和数字电子技

术）

单片机/微处理器/微控制器/ARM

（嵌入式

系统）、CPLD/FPGA

、DSP技术

数据通信与计算机网络3学习本门课程的主要目的

了解现场总线，熟悉其特点、优点

组建一个具体的现场总线网络（系统）

时，知道如何选用现场总线

设计现场总线通信接口及其节点

促进现场总线技术在我国的应用与发展4本门课程的主要内容

绪论

数据通信与计算机网络基础

CAN总线

DeviceNet总线

其他现场总线简介及现场总线发展趋势介绍5第1章

绪

论

1.1工业控制网络的发展历程

1.2现场总线的概念

1.3现场总线系统的组成与体系结构

1.4现场总线的技术特点及优点

1.5现场总线标准

1.6现场总线应用领域61.0工业控制网络的发展历程

机械式/液动式仪表u

缺点：仪表体积较大，只能实现就地检测、记录和简单的控制，适合单机控制u年代：

20世纪30年代

气动式仪表u

使用统一的压力信号，带远程发送器，能在远距离外的二次仪表上重现读数，从而能集中在中心

控制室进行检测、记录和控制u

年代：20世纪30年代末和40年代初

电动仪表u

使用4-20mA电流环模拟信号u

缺点：线缆较多u

年代：20世纪50年代71.0工业控制网络的发展历程

CCS（Computer

Control

System）中央控制计算机系统包括2种类型：u

SCADA（Supervisory

Control

and

Data

Acquisition）监

视控制与计算机采集系统uDDL（DirectDigitalControl）直接数字控制系统年代：约1962年特点：控制集中，危险集中，对中央控制计算机要求高81.0工业控制网络的发展历程

DCS（Distributed

Control

System）集散控制系统/

分散控制系统/分布式控制系统u是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的u年代：约1976年

FCS（FieldbusControlSystem）现场总线控制系统u年代：约1972年总结（FCS产生的原因）：

生产力水平的发展所要求；

由简到繁、再由繁到简的螺旋式上升发展过程。91.1现场总线的概念

国际电工委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（fieldbus）的定义是：安装在制造或过程区域的现场装置与控制

室内的自动控制装置之间的数字式、

串行、

多点通信的数据总线称为现场总线。101.1现场总线的概念

第2版（Ed2.0）IEC61158-2用于工业控制系统中的现场总线标准

——第

2部分：物理层

规

范

（Physical

Layer

Specification）与服务定义（Server

definition）又进一步指出：现场总线是一种用于底层工业控制和测量设备，如变送器（transducers）、执行器（actuators

）

和本地控制器（local

controllers）之间的数字式、

串行、多点通信的数据总线。111.1现场总线的概念

对现场总线概念的理解和解释还存在一些不同的表述。现场总线一般是指一种用于连接现场设备，如传感器（

sensors

）、执行器以及像

PLC、调节器（regulators）、驱动控制器

等现场控制器的网络；121.1现场总线的概念

对现场总线概念的不同的表述：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数

字通信的系统，也被称为开放式

、数字

化、多点通信的底层控制网络；131.1现场总线的概念

对现场总线概念的不同的表述：现场总线是一种串行的数字数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设

备（现场设备）之间以及更高层次自动控

制领域的自动化控制设备（车间级设备）

之间的联系；141.1现场总线的概念

对现场总线概念的不同的表述：现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通信网络；现场总线是从控制室连结到现场设备的双向全数字通信总线；151.1现场总线的概念

对现场总线概念的不同的表述：现场总线是用于过程自动化和制造自动化（最底层）的现场设备或现场仪表互连的现

场数字通信网络，是现场通信网络与控制系

统的集成；161.1现场总线的概念

对现场总线概念的不同的表述：在自动化领域，“现场总线”一词是指安装在现场的计算机、控制器以及生产设备等连接构成的网络；现场总线是应用在生产现场、在测量控制设备之间实现工业数据通信、形成开放型测控网络的新技术，

是自动化领域的计算机局域网，是网络集成的测控系

统。171.1现场总线的概念现场总线一般应被看作是一个系统、

一个网络或

一个网络系统，它应用于现场测量和/或控制目的，

通常被称为u现场总线控制系统FCS（Fieldbus

Control

System）u现场总线u现场总线系统u现场总线网络u现场总线网络系统u现场总线网络控制系统u网络控制系统NCS

（Network

Control

System）181.2现场总线系统的组成与体系结构

1.2.1现场总线系统的组成

1.2.2现场总线控制系统的体系结构191.2.1现场总线系统的组成图1

现场总线系统的组成201.2.1现场总线系统的组成

硬件：u总线电缆，又称为通信线、通信介质（媒体/

媒介/介体）。u连接在通信线上的设备称为总线设备，亦称

为总线装置、节点（主节点、从节点）、站

点（主站、从站）。211.2.1现场总线系统的组成软件包括：

系统平台软件：为系统构建、运行以及为系统

应用软件编程而提供环境、条件或工具的基础

软件。包括组态工具软件、组态通信软件、监

控组态软件和设备编程软件

。

系统应用软件：为实现系统以及设备的各种功

能而编写的软件，包括系统用户程序软件、设

备接口通信软件和设备功能软件。221.2.1现场总线系统的组成

软件包括：u组态工具软件——为用计算机进行设备配置、网络组态

提

供

平

台

并

按

现

场

总

线

协

议

/

规

范

（Protocol/

Specification）与组态通信软件交换信息的工具软件，

如RSNetWorxforDeviceNet

、ControlNet

、EtherNet/IP。u组态通信软件——为计算机与总线设备进行通信，读取

总线设备参数或将总线设备配置、网络组态信息传送至

总线设备而使用的软件，如RSLinx。231.2.1现场总线系统的组成

软件包括：u监控组态软件——运行于监控计算机(通常也称为上

位机)上的软件，具有实时显示现场设备运行状态参

数、故障报警信息，并进行数据记录、趋势图分析及

报表打印等功能。监控组态软件可使用户通过简单形

象的组态工作即可实现系统的监控功能。监控组态软

件亦称上位机监控组态软件，如RSView32。241.2.1现场总线系统的组成

软件包括：u设备编程软件——为系统应用软件提供编程环境的平台软件。当设备为控制器/PLC时，设备编程软件即为

控制器编程软件，如RSLogix500

（用于SLC500系列

和ML系列控制器的32位基于Windows的梯形图逻辑

编程软件）、RSLogix5000（用于Logix平台所包括的各种控制器（如ControlLogixTM）的编程软件）。251.2.1现场总线系统的组成

软件包括：u系统用户程序软件——根据系统的工艺流程或功能及

其他要求而编写的系统级的用户应用程序。该程序一

般运行于作为主站的控制器中或计算机中。u设备接口通信软件——根据现场总线协议/规范而编写

的用于总线设备之间通过总线电缆进行通信的软件。u设备功能软件——使总线设备实现自身功能（不包括

现场总线通信部分）的软件。261.2.2现场总线控制系统的体系结构控制器：

输入/输出设备参数、命令、显示变送器（传感器）

：输入设备阀和交流驱动器：执行器，输出设备指示灯：状态指示光电传感器：

检测开关主站、从站

人机界面

：离散量

/

模拟量

输入

/

输

出设备操作员接口

：

输入操作命令27Computer

1Controller3DeviceControlController4I/OController1上位机：监控1.2.2现场总线控制系统的体系结构Display

Station条形码识别器

：输入设备智能速度控制器

：执行器InformationControlNetDeviceNet图

3

罗克韦尔推出的现场总线控制系统体系结构远程访问路由设备显示工

作站TMTM控制、网关信息量减少RemoteAccessRouterDevice三层网络PhotoelectricSensorSmart

Speed

ControllerOperator

InterfaceBar

Code

ReaderEther

NetComputer2Controller228InternetHMII/O®主机系统31.25kbps1.2.2现场总线控制系统的体系结构以太网交换机

高速以太网100Mbps链接设备：核心

网桥、网关时间发布链路调度器组态、监控现场信息

控制信息图4FFHSE网络架构（体系结构）291.2.2现场总线控制系统的体系结构在现场总线控制系统中，总线设备主要分为6类：

变送器／传感器；

执行器；

控制器；

监控／监视计算机；

网桥／网关/中继器/集线器/

交换机/路由器；

其他现场总线设备。301.3现场总线的技术特点及优点

现

场

总

线

是

当

今

3C技

术

，

即

通

信

（

Communication

）

、

计

算

机

（Computer

）、控制

（Control）技术发展的结合点。

现场总线是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机

网络技术三大技术发展的交汇点。

现场总线是信息技术、网络技术的发展在控制领域的

体现。

现场总线是信息技术、网络技术发展到现场的结果。311.3现场总线的技术特点及优点

现场总线是自动化领域技术发展的热点之

一，将对传统的工业自动化带来革命，从而

开创工业自动化的新纪元。

现场总线控制系统必将逐步取代传统的独

立控制系统、集中采集控制系统和集散控制

系统DCS（Distributed

Control

System），成

为本世纪自动控制系统的主流。321.3.1现场总线的技术特点与DCS

等传统的系统相比，现场总线（系统）有以下特点：

现场通信网络l现场总线将通信线（总线电缆）延伸到工业现场（制

造或过程区域），或总线电缆就是直接安装在工业现

场的；l现场总线完全适应于工业现场环境，因为它就是为此而设计的。331.3.1现场总线的技术特点

数字通信网络l现场底层的变送器／传感器、执行器、控制器之间的信号传

输均用数字信号；l中／上层的控制器、监控／监视计算机等设备之间的数据传送均用数字信号；l各层设备之间的信息交换均用数字信号。传统的DCS的通信网络介于操作站与控制站之间，而现场仪表与控制站中的输入／输出单元之间采用的是一对一的模拟信

号传输。341.3.1现场总线的技术特点

开放互连网络l现场总线标准、协议／规范是公开的，所有

制造商都必须遵守；l现场总线网络是开放的，既可实现同层网络

互连，也可实现不同层网络互连，而不管其制

造商是哪一家；l用户可共享网络资源。351.3.1现场总线的技术特点

现场设备互连网络l现场总线通过一根通信线将所需的各个现

场设备（如变送器／传感器、执行器、控制

器）互相连接起来，即用一根通信线直接互

连N个现场设备，从而构成了现场设备的互

连网络。361.3.1现场总线的技术特点

结构与功能高度分散的系统l现场总线的系统结构具有高度分散性；l现场总线的系统功能实现了高度分散，现场设备由

分散的功能模块构成。现场总线废弃了DCS的控制站及其输入／输出单

元，从根本上改变了DCS集中与分散相结合的集散

控制系统体系，通过将控制功能高度分散到现场设

备这一途径，实现了彻底分散控制。371.3.1现场总线的技术特点

现场设备的互操作性与互换性l互操作性：不同厂商的现场设备可以互连，互相之

间可以进行信息交换并可统一组态；l互换性：不同厂商的性能类似的现场设备可以互相

替换。现场总线中现场设备所具有的互操作性与互换性

是DCS无法具备的。381.3.2现场总线的优点现场总线所具有的数字化、开放性、分散性、互操作性与互换性及对现场环境的适应性等特点决定

和派生了其一系列优点： 导线和连接附件大量减少l一根总线电缆直接互接N台现场设备，电缆用量大大减少

（原来DCS的几百根甚至几千根信号与控制电缆减少到现场

总线的一根总线电缆）；l端子、槽盒、桥架、配线板等连接附件用量大大减少。391.3.2现场总线的优点 仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少l采用人机界面、本身具有显示功能的现场设备或监视计算机代替显示仪表，使仪表的数量大大减少；l输入／输出转换器（卡件）的数量大大减少。在DCS中所用的4~20mA线路只能获得一个测量参数，且与控制站中的输入／输出单元一对一地直接相连，因此输入／输出单元数量多。在现场总线系统中，一台现场设备可以测量多个参数，并将它们以所需的数字信号形式通过总线电缆进行传送，因此对单

独的输入／输出转换器（卡件）的需要少。401.3.2现场总线的优点

设计、安装和调试费用大大降低l原来DCS繁琐的原理图设计在现场总线中变得简单

易行；l安装和校对的工作量大大减少；l可根据需要将系统分为几个部分分别调试，使调试

工作变得灵活方便；l强大的故障诊断功能使得调试工作变得轻松愉快。411.3.2现场总线的优点

维护开销大幅度下降l系统的高可靠性使系统出现故障的机率大大减

小；l强大的故障诊断功能使故障的早期发现、定位和

排除变得快速而有效，系统正常运行时间更长，维

护停工时间大大减少。421.3.2现场总线的优点

系统可靠性提高l系统结构与功能的高度分散性决定了系统的高

可靠性；l现场总线协议／规范对通信可靠性方面（通信

介质、报文检验、报文纠错、重复地址检测等）

的严格规定保证了通信的高可靠性。431.3.2现场总线的优点

系统测量与控制精度提高l在现场总线中，各种开关量、模拟量就近转变为

数字信号，所有总线设备间均采用数字信号进行通

信，避免了信号的衰减和变形，减少了传送误差。换言之，现场总线采用数字信号通信这一数字化特

点，从根本上提高了系统的测量与控制精度。441.3.2现场总线的优点 系统具有优异的远程监控功能l可以在控制室远程监视现场设备和系统的

各种运行状态；l可以在控制室对现场设备及系统进行远程

控制。451.3.2现场总线的优点 系统具有强大的（远程）故障诊断功能l可以诊断和显示各种故障，如总线设备和连接器的

断路、短路故障以及通信故障和电源故障等；l可以将各种状态及故障信息传送到控制室中的监视

/监控计算机，大大减少了使用和维护人员不必要的现场巡视。当现场总线是安装在恶劣环境中时，这尤

其具有重要意义。461.3.2现场总线的优点

设备配置、网络组态和系统集成方便自由l用户可以通过同层网络或上层网络对现场设备进行

参数设置，而不必到现场对每一个设备逐个进行配

置；l利用网络组态工具软件可以迅速而方便地组建现场

总线网络，配置网络参数；l由于现场总线的开放性、互操作性与互换性，用户

可以

自由地集成不同厂商、不同品牌的产品和网

络，从而构成所需的系统。471.3.2现场总线的优点

现场设备更换和系统扩展更为方便l现场设备具有互操作性和互换性，损坏的设备可

用功能类似的任何厂家的设备替换，实现“

即插即

用”；l当需要增加现场设备时，无需增设新的电缆，

可

就近连接在原有的电缆上；l系统扩展所需的组态时间大大减少。481.3.2现场总线的优点

为企业信息系统的构建创造了重要条件l企业信息系统由现场控制层、过程监控层和企业经营管理层

构成；l现场总线或者构成了企业信息系统的现场控制层，或者构成

了企业信息系统的基本框架；l现场总线为总线设备及系统的各种运行状态和故障信息、各

种控制信息进入（企业）公用数据网络创造了条件，使管理者

能得到更多的决策依据，为管理者做出各种正确决策提供了有

力的支持，从而可使企业获得较高的整体综合效益。491.3.2现场总线的优点

与传统的DCS方案相比，美国阿拉斯加West

SakARCO油田（自然环境十分恶劣）采用某现场总线所带来的节省情

况如下：l减少接线端子84%;l减少I/O卡件数量93%;l减少控制仪表面板空间70%;l减少室内接线98%;l由于远程诊断而减少维护工作量50~80%;l扩展油田所需组态时间减少90%;l节省电缆费用69%。501.4现场总线标准了解以至掌握现场总线国际标准和其他相关标准的必要性：

某种现场总线是否已被列入国际标准或／和其他有关标准，是衡量其是否

已成为或将成为国际主流现场总线的重要的、甚至是决定性的因素之一。

在当今数字技术时代，标准不仅是一个产品规范，而且还起着领导其所在

领域高新技术发展的特殊作用。

现场总线标准确保了每种总线设备/软件都具有广阔的市场，这有助于大

批量生产，甚至可以采用大规模集成（LSI）或超大规模集成（LVSI）技

术，从而降低了成本。

现场总线的开放性及互操作性与互换性均是以其标准为前提的。511.4现场总线标准国际上制订国际标准的机构有3个：

国

际

标

准

化

组

织

ISO(InternationalOrganizationfor

Standardization)

国

际

电工委

员

会

IEC

（

InternationalElectrotechnical

Commission） 国际电信联盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）。各个国家均有制订国家标准的组织，我国制定国家标准的组织是中国标准化管理委员会SAC（Standardization

Administrationof

China）。521.4现场总线标准

1.4.1现场总线国际标准

1.4.2现场总线中国标准

1.4.3现场总线地区与国家标准及其他现场总

线531.4.1现场总线国际标准据统计，世界上已有现场总线100多种，其中宣称为开放型总线的就有40多种，仅国际标准现场总线即达25种。

IEC61158

：

工业控制系统用现场总线（Fieldbus

for

use

in

industrialControl

System） IEC62026：

低压开

关设备和控制设备

（

Low-VoltageSwitchgear

and

Controlgear

）用现场总线（设备层现场总

线） ISO11898

：道路交通工具－数字信息交换－用于高速通信

的控制器局域网（CAN）

ISO11519

：道路交通工具－低速串行数据通信541.4.1现场总线国际标准

IEC61158uIEC61158是制定时间最长、投票次数最

多、意见分歧最大的国际标准之一。到目

前为止，

IEC61158

共有4

个不同的版本

(1984～2007)。55★各大公司为了从自己专用的技术中取得更多、更大的利润，并不迫切希望现场总线标准早日问世；★他们不得不开发打破垄断、全面开放的现场总线，与其自身利益相矛盾，是无奈之举；原因★一旦国际标准与其技术产品不符，就投反对票；★一些小国在技术、经济上依附于大国，投票中摇摆，不能自主；★IEC是多极化组织，代表分别来自各大国及各大公

司，斗争的复杂性反复性不可避免；★技术上，没有一种现场总线对所有领域都是最好的。1.4.1现场总线国际标准5657IEC61158-1总则IEC61158-2物理层规范IEC61158-3数据链路服务定义IEC61158-4数据链路协议规范IEC61158-5应用层规范IEC61158-6应用层协议规范IEC61158-7系统管理581.4.1现场总线国际标准IEC61158第1版（ED1.0）

(1984-1993-1998)IEC61158最初是以基金会现场总线FF为基础制定的，包括：1.4.1现场总线国际标准IEC61158第1版（ED1.0）

(1984-1993-1998)：

1984

年

，

国

际

电

工

委

员

会

IEC

筹

备

成

立

了

IEC/TC65/SC65C/WG6工作组，着手起草现场总线标准

。 经过多年努力，IEC61158-2于1993年成为正式国际标准； IEC61158-5和IEC61158-6于1997年10月经3轮投票通过，成为

国际标准最

终

草

案

FDIS

（FinalDraft

ofInternational

Standards）； IEC61158-3和IEC61158-4经过5次修改和5轮投票，于1998年2

月成为FDIS；

IEC61158-1

于

1997

年

10

月

成

为

技

术

报

告

TR（Technical

Report）；

IEC61158-7

于

1998

年

12

月

成为

委

员

会

投

票

草

案

CDV

（CommitteeDraftwithVote）。591.4.1现场总线国际标准IEC61158第2版（ED2.0）

(1999-2000)IEC61158第2版（ED2.0）包括以下几部分：

IEC61158-2（2000-08）工业控制系统用现场总线标准-

第2部分：物理层规范与服务定义 IEC61158-3（2000-01）测量与控制用数字式数据通信系

统－工业控制系统用现场总线－第3部分：数据链路服

务定义 IEC61158-4

（2000-01）测量与控制用数字式数据通信

系统－工业控制系统用现场总线－第4部分：数据链路

协议规范 IEC61158-5（2000-01）测量与控制用数字式数据通信系

统－工业控制系统用现场总线－第5部分：应用层服务

定义 IEC61158-6（2000-01）测量与控制用数字式数据通信系

统－工业控制系统用现场总线－第6部分：应用层协议

规范注：第2版IEC61158于2000年成为正式国际标准。

60Type-1IEC61158TS（即FFH1）Type-2ControlNetTM（美国Rockwell支持）Type-3ProfibusTM

（德国Siemens支持）Type-4P-Net®（丹麦ProcessData支持）Type-5FFHSE（美国Fisher-Rosemount支持）Type-6SwiftNetTM（美国Boeing支持）Type-7WorldFIP（法国Alstom支持）Type-8Interbus®

（德国PhoenixContact支持）1.4.1现场总线国际标准IEC61158第2版（ED2.0）-8种现场总线进入IEC61158第2版的现场总线有以下8种类型（Type）：TS:Technical

Specification，技术规范。611.4.1现场总线国际标准IEC61158第3版（ED3.0）(2000-2002)IEC61158第3版（ED3.0）也包括IEC61158-2

至IEC61158-6这几部分。

其IEC61158-3至IEC61158-6的标题（Title）与

第2版对应部分的标题相同。

第3版IEC61158-2的标题为：IEC61158-2TR测

量与控制用数字式数据通信系统－工业控制系

统用现场总线－第2部分：物理层规范。621.4.1现场总线国际标准IEC61158第3版（ED3.0）-

10种现场总线IEC61158第3版规定了以下10种类型的网络协议：

Type1PhL：扩展的IEC61158-2:1993扩展的FOUDATIONTM

Fieldbus

功能扩展的WorldFIP®DLL：IECTS61158-3

，TS61158-4

扩展的FOUDATIONFieldbus

功能扩展的WorldFIPAL

：IECTS61158-5

，TS

61158-6

Type2PhL：ControlNetTMDLL：ControlNetAL

：ControlNetandEthernet/IPTM

Type3

：PROFIBUSTM631.4.1现场总线国际标准

Type4

：P-NET®

Type5

：PhL：无DLL：无AL

：FFHSE

Type6

：SwiftNetTM

Type7

：WorldFIP

Type8

：INTERBUS®

Type9

：PhL：无DLL：无AL：Type1

的一部分，与FF相同

Type10

：PROFInetTM其中，PhL

、DLL

、AL分别为物理层、数据链路层、

应用层。641.4.1现场总线国际标准IEC61158第4版（ED4.0）(2003-2007)IEC61158第4版包括：

IEC/TR61158-1

总则

IEC61158-2物理层服务定义与协议规范

IEC61158-300数据链路服务定义

IEC61158-400数据链路协议规范

IEC61158-500

应用层服务定义

IEC61158-600

应用层协议规范65IEC61158第4版规定了以下20种类型的现场总线、工业以太网

/实时以太网：

Type1IEC/TS61158

现场总线

Type2CIP现场总线/实时以太网

Type3PROFIBUS

现场总线

Type4P-NET现场总线/实时以太网

Type5FFHSE高速以太网(实时以太网)

Type6SwiftNet

被撤销

Type7WorldFIP

现场总线

Type8INTERBUS现场总线/实时以太网

Type9FFH1

现场总线1.4.1现场总线国际标准IEC61158第4版（ED4.0）-

19种现场总线66

Type10PROFINET实时以太网

Type11TCnet实时以太网

Type12EtherCAT实时以太网

Type13EthernetPowerlink实时以太网

Type14EPA实时以太网

Type15MODBUS-RTPS实时以太网

Type16SERCOS-

Ⅰ,Ⅱ现场总线

Type17VNET/IP实时以太网

Type18CC-Link现场总线

Type19SERCOS-Ⅲ实时以太网

Type20HART现场总线671.4.1现场总线国际标准IEC61158采纳多种现场总线的原因：

技术原因。目前尚没有一种现场总线对所

有应用领域在技术上都是最优的。

利益驱动。681.4.1现场总线国际标准IEC62026（1995-2001）-4种现场总线

IEC62026-1（2000-07）低压开关设备和控制设备―控制器-设备接口

（CDIs：Controller-deviceinterface）－第1部分：总则（Generalrules）

IEC62026-2

（2000-07）

低压开关设备和控制设备―控制器-设备接

口

－

第2部分：执行器传感器接口（AS-i：Actuatorsensorinterface）

IEC62026-3（2000-07）低压开关设备和控制设备

―控制器-设备接

口

－

第3部分：DeviceNet

IEC62026-5（2000-07）低压开关设备和控制设备

―控制器-设备接

口

－

第5部分：智能分布系统（SDS：Smartdistributedsystem）

IEC62026-6（2001-11）

低压开关设备和控制设备

―

控制器-设备接口-第6部分：Seriplex(Serial

Multiplexed

Control

Bus(串行多路控制总线))691.4.1现场总线国际标准IEC62026（1995-2001） IEC62026-1

、2

、3

、5于2000年7月作为正式国际标

准出版。

IEC62026-6于2001年11月作为正式国际标准出版。 IEC62026曾有过IEC62026-4，其标题为：IEC62026-4用于低压开关设备和控制设备的控制电路设备和开

关元件（Controlcircuitdeviceandswitching

elements）-第4部分：Lontalk，因该协议不适合作为设备层的

通用协议而被移去。701.4.1现场总线国际标准ISO11898（1993）-

高速CAN

ISO11898的标题为：ISO11898:1993道路交通工具（RoadVehicle）－数字信

息交换（Interchange

ofdigital

information）－用于高速通

信（

For

high-speed

communication

）的

控制器局域网

（CAN） ISO11898:1993描述CAN的一般结构，包括CAN物理层和数据链路层的详细技术规范，规定装备有CAN的道路

交通工具电子控制单元之间以125kbit/s～1Mbit/s传送速

率进行数字信息交换的各种特性。711.4.1现场总线国际标准ISO11519（1994-1995）-低速CAN和VANISO11519的各部分如下： ISO11519-1

：1994

道路交通工具－低速串行数据通信－第1部分：总

则与定义（General

and

definitions） ISO11519-2：道路交通工具－低速串行数据通信－第2部分：低速控

制器局域网（CAN） ISO11519-3

：1994

道路交通工具－低速串行数据通信－第3部分：交

通工具局域网（VAN）ISO11519-1说明用于道路交通工具的速率不大于125kbit/s的低速串

行数据通信的一般定义；ISO11519-2

、3分别说明用于道路交通工具的速率不大于125kbit/s的

CAN和VAN通信网络的数据链路层和物理层，规定其网络的一般结

构。721.4.2现场总线中国标准与IEC61158相应的现场总线中国标准 GB/T20540-2006测量和控制数字式数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS GB/Z20541-2006测量和控制数字式数据通信工业控制系统用现场总线类型10：

PROFINET731.4.2现场总线中国标准与IEC61158相应的现场总线中国机械行业标准 JB/T10308.3-2001测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS JB/T10308.2-2006测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型2：

ControlNet和

Ethernet/IP741.4.2现场总线中国标准与IEC62026相应的现场总线中国标准

GB／T18858.1－2002低压开关设备和控制设备控制器-设备接口(CDI)第1部分

总则

GB／T18858.2－2002低压开关设备和控制设备控制器-设备接口(CDI)第2部分

执行器-传感器接口（AS-i）

GB／T18858.3－2002低压开关设备和控制设备控制器-设备接口(CDI)第3部分

DeviceNet75 GB/Z20177-2006控制网络LonWorks GB/Z20830-2007PROFIsafe GB/T19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范1.4.2现场总线中国标准其他现场总线中国标准761.4.3现场总线地区与国家标准及

其他现场总线

1996年欧洲电工委员会（CENELEC）发布了包含3种不兼容协议的

非单一欧洲标准EN50170（如上所述，现均已成为国际标准）：

现场总线

，卷

1

（Volume

1

）：

P-Net，卷2：

Profibus，卷3：

WorldFIP

在已成为国际标准的现场总线中:

Interbus为欧洲标准EN50254和德国国家标准DIN19258

AS-i为欧洲标准EN50295

DeviceNet为欧洲标准EN50325

FFH1为美国标准ISAS50.02

Profibus为德国国家标准DIN19245

P-Net为丹麦国家标准（1996年）

WorldFIP的前身FIP为法国FIP标准771.4.3现场总线地区与国家标准及其他现场总线在国际标准现场总线之外，还存在为数不少的现场总线/接

口，如：

Modbus，由美国莫狄康（Modicon）公司于20世纪70年代提出，有2种协议，即Modbus-ASCII和ModbusRTU。

BACnet

，一种广义现场总线，由美国加热、制冷和空调

工程师协会推出，于1995年成为美国建筑自动化网络通信标

准ANSI-135，为建筑自动化领域的主流现场总线之一。

Sensoplex2，由德国图尔克（TURCK）公司推出的应用于

重工业自动化领域的控制网络。781.4.3现场总线地区与国家标准及其他现场总线在国际标准现场总线之外，还存在为数不少的现场总线/接

口，如： ARCNET，由Datapoint公司于上个世纪70年代推出，ARC

是Attached

Resource

Computer的缩写，ARCNET即为连接资

源计算机网络。

ARCNET最初归为局域网LAN

（Local

AreNetwork），但现在已很少用于办公自动化领域，而被认为

是一种较理想的现场总线。

Dupline，由瑞士CarloGavazzi公司推出。791.4.3现场总线地区与国家标准及其他现场总线在国际标准现场总线之外，还存在为数不少的现场总线/接口，

如：

LIN——局部互联网络（Local

Interconnect

Network），是一种

通用、串行、低成本的车用A类网络标准，可作为CAN的辅助网

络。LIN

协会成立于1998年末。LIN最初是由五大汽车制造商奥

迪（Audi）、宝马（BMW）、戴姆勒（DaimlerChrysler）、沃尔

沃（Volvo

）、大众（Volkswagen

）和开发工具生产商

VCT（

VolcanoCommunicationsTechnologies

）

及

半

导

体

生

产

商

Motorola

共同推出。LIN

协会从成立至今主要推出了LIN1.0

、

LIN1.1

、LIN1.2

、LIN1.3，直到目前最新的LIN2.0。

BIT

Bus，由Intel公司于1984年推出。BIT

Bus曾在欧洲获得较

广泛的应用，我国也有不少系统在运行。801.4.3现场总线地区与国家标准及其他现场总线在国际标准现场总线之外，还存在为数不少的现场总线/

接口，如： RS-485，用于平衡数字多点系统的发送器和接收器的电气

特性标准。它是由美国EIA于1983年12月在RS-232标准的基

础上制定的一个物理接口电气标准，

1998年3月成为EIA和电信工业协会等组织的共同标准TIA/EIA-485-A-98

。RS-485是其它一些现场总线的物理层的接口标准（或之一），如

Profibus

、

Interbus