浅谈现场工业总线（工业总线系列1）

接下来的一系列文章，会逐步介绍工业通信方面的知识

有兴趣的小伙伴可以关注。

今天我们先从工业现场总线概述开始。

现场总线不是一样的，但更多的是一系列的东西。现场总线是一组协议用于工业领域。现场总线协议已标准化为IEC61158。

现场总线在网络上工作允许各种拓扑结构例如环形，树形，星形和菊花链。

在现场总线之前，工业控制器系统通过使用RS232串口通讯连接。如您所知，串行通信只允许两个设备进行通信。而今天，现场总线与以太网融合的更加紧密。

可以在任意地方连接多个现场设备到一个连接点，然后将连接到控制器。现场总线本身不是连接类型而是一组协议。该组中有几种协议例如AB的ControlNet，施耐德的Modbus，西门子的Profibus，贝加莱的EtherCAT，HART，CIP等等。

现场总线的主要优点是现场连接设备。例如，考虑您有几个现场设备距离很远。使用现场总线设备，如传感器，电机，灯，开关，这些设备连接到I/O模块，然后连接到PLC。与现场总线组件的连接，除现场设备本身外，是单电缆连接。这种类型的现场设备连接节省了布线，并且保障了信号的可靠（没有电缆电阻和压降的影响）。

控制器系统将需要一个通信模块这将能够与现场设备建立通信。对于ControlNet，您需要一个ControlNet模块，Profibus需要一个Profibus模块等。每个协议都是使用专用的通信模块。

例如，Profibus是一种广泛使用的协议可以连接AllenBradley，Siemens，Modicon等。这同样适用于Modbus的通用协议。但是，某些协议与其他协议不能很好地兼容。ControlNet是一个无法集成到西门子PLC中的。

有了这些信息，你可以看到，在设计工厂控制系统时应该很谨慎，包括通讯网络，特别是考虑现场总线设备的设备层。

仔细研究，并确保所有设备兼容，并能通信。

IEC 61158标准

在2008年国际电工委员会提出新的现场总线标准IEC 61158，将现场总线相关的标准分为15个通信行规族（Communication Profile Families, CPF）[1]：

CPF01：基金会现场总线（FOUNDATION Fieldbus）。

CPF02：通用工业协定（Common Industrial Protocol，简称CIP）。

CPF03：PROFIBUS及PROFINET。

CPF04：P-NET。

CPF05：WorldFIP（Factory Instrumentation Protocol，是法国标准的通讯协定）[2]

CPF06：INTERBUS（INTERBUS）。

CPF07：CC-Link。

CPF08：HART（Highway Addressable Remote Transducer Protocol）。

CPF09：Vnet/IP（由日本横河电机推动的通讯协定）。

CPF10：TCnet（全名为time-critical information and control network，由日本东芝推动的通讯协定）。

CPF11：EtherCAT。

CPF12：Ethernet POWERLINK。

CPF13：EPA（全名为Ethernet for Plant Automation，中国提出的即时工业以太网通讯协定[3]）。

CPF14：MODBUS-RTPS（MODBUS实时发布与订阅）。

CPF15：SERCOS。

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