現場總線

 1、PROFIBUS     

Profibus 作為一種快速總線，被廣泛應用於分佈式外圍組件(PROFIBUS-DP)。除了 PROFIBUS-DP 和 FMS 以外，Beckhoff 還支持驅動器通訊標準 PROFIBUS MC。過程現場總線。    

2、EtherCAT     

EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，用於控制和自動化技術的以太網)是一種用於工業自動化的實時以太網解決方案，性能優越，使用簡便。     

3、Lightbus     

這種經過驗證的 Beckhoff 光纖總線系統具有極為優秀的抗 EMI 性能，易於安裝，數據流快速、循環且具有確定性。     

4、Interbus     

Interbus 易於配置，通訊快速而可靠。主/從系統的移位寄存器協議可提供高效循環通訊。      

5、CANopen     

通過有效利用總線帶寬，CANopen 可在即使相對較低的數據傳輸速率時也能實現較短的系統響應時間。秉承了 CAN 的傳統優點，例如數據安全性高且具備多主站能力。      

6、ControlNet     

ControlNet 是一種開放式標準現場總線系統。該總線協議允許循環數據和非循環數據通過總線同時進行交換，而兩者之間互不影響。      

7、SERCOS interface     

SERCOS 最初作為用於驅動器的快速光纖總線系統研發。採用 Beckhoff SERCOS 總線耦合器，I/O 設備可以實現高速率數據傳輸和較短的循環時間。      

8、Ethernet   

以太網是辦公環境中的主流標準。在Beckhoff 以太網產品中，也秉承併發揚了以太網的優點，例如數據傳輸速率高，與現有網絡的簡便集成以及廣泛的服務和接口等。     

9、PROFINET     

PROFINET 是一種由 PNO(PROFIBUS 用户組織)針對開放式工業以太網制定的標準：國際上訂立的一種針對通訊的 IT 標準(如 TCP/IP 協議)。      

10、USB     

USB 已成為 PC 技術的標準接口，具有傳輸速率高，拓撲結構靈活(通過集成集線器)等特點，加上 Beckhoff USB 總線耦合器，在距離較短時，該系統可替代現場總線。     

11、Modbus     

Modbus 是一種基於主/從結構的開放式串行通訊協議。可非常輕鬆地在所有類型的串行接口上實現，已被廣泛接受。      

12、RS232/RS485     

RS232 和 RS485 是經典的串行接口，一直被廣泛使用。Beckhoff RS485/RS232 I/O模塊採用的是易於實現的簡單串行通訊協議。      

13、CC-Link     

CC-Link(Control & Communication Link，控制與通信鏈路)是一種開放式總線系統，用於控制級和現場總線級之間的通訊。應用方面主要以亞洲地區為主。      

14、AS-Interface     

AS interface 通過簡單、經濟的佈線方法，連接傳感器、執行器與上位控制層。AS interface 已通過 EN 50295 和IEC 62026-2 標準，在國際上實現了標準化。     

15、LON     

LON(Local Operating Network，局部操作網絡)是一種能夠進行多網絡連接的通訊系統，用於分佈式應用。      

16、EIB     

EIB(European Installation Bus，歐洲安裝總線)是一種用於樓宇佈線的總線系統，主要在歐洲得到廣泛應用。 

17、SNMP    

簡單網絡管理協議。 

18、QOS     

服務質量，解決延時和阻塞的一種技術。 

19、CAN     

控制器局域網絡 ^[1]  。

20、MECHATROLINK

MECHATROLINK是一個用在工業自動化的開放式通訊協定 ^[2]  。

Mechatrolink協定分為以下的二種：

現場總線的產生對工業的發展起着非常重要的作用，對國民經濟的增長有着非常重要的影響。現場總線主要應用於石油、化工、電力、醫藥、冶金、加工製造、交通運輸、國防、航天、農業和樓宇等領域。

2003年4月，IEC61158 Ed.3現場總線標準第3版正式成為國際標準，規定10種類型的現場總線。

Type 1 TS61158現場總線

Type 2 ControlNet和Ethernet/IP現場總線

Type 3 Profibus現場總線

Type 4 P-NET現場總線

Type 5 FF HSE現場總線

Type 6 SwiftNet現場總線

Type 7 World FIP現場總線

Type 8 Interbus現場總線

Type 9 FF H1現場總線

Type 10 PROFInet現場總線

國內工業總線EPA，G-link,Symotion與NCUC-BUS

Symotion是一種用於運動控制的實時工業總線，基於10/100M以太網物理層，應用層使用canopen及精簡協議。可應用於運動控制器，電機驅動器，PLC，編碼器光柵尺與其它工業現場執行器互連。symotion總線提供安全、開放、低成本及高性能應用。

(1) 全數字化通信

(2) 開放型的互聯網絡

(3) 互可操作性與互用性

(4) 現場設備的智能化

(5) 系統結構的高度分散性

(6) 對現場環境的適應性

現場控制設備具有通信功能，便於構成工廠底層控制網絡。

通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。

功能塊與結構的規範化使相同功能的設備間具有互換性。

控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。

現場總線使自控設備與系統步入了信息網絡的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；

一對雙絞線上可掛接多個控制設備， 便於節省安裝費用；

節省維護開銷；

提高了系統的可靠性；

為用户提供了更為靈活的系統集成主動權。

網絡通信中數據包的傳輸延遲，通信系統的瞬時錯誤和數據包丟失，發送與到達次序的不一致等都會破壞傳統控制系統原本具有的確定性，使得控制系統的分析與綜合變得更復雜，使控制系統的性能受到負面影響。

不同的機構和不同的人可能對現場總線有着不同的定義，不過通常情況下，大家公認在以下六個方面：

用於過程自動化和製造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網絡。

依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。

用户可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制迴路，從而可以自由地集成FCS。

FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。

通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用於本質安全環境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。

現場總線為開放式互聯網絡，既可以與同層網絡互聯，也可與不同層網絡互聯，還可以實現網絡數據庫的共享。

從以上內容我們可以看到，現場總線體現了分佈、開放、互聯、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，其所採用的模擬信號精度低，易受干擾，位於操作室的操作員對模擬儀表往往難以調整參數和預測故障，處於“失控”狀態，很多的儀表廠商自定標準，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現代的要求，而且幾乎所有的控制功能都位於控制站中。FCS則採取一對多雙向傳輸信號，採用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，用户可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對於DCS的巨大進步。

也正是由於FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優越性：首先由於分散在前端的智能設備能執行較為複雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，節省了硬件投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多個設備，大大節約了安裝費用；由於現場控制設備往往具有自診斷功能，並能將故障信息發送至控制室，減輕了維護工作；同時，由於用户擁有高度的系統集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品；整體系統的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用户實現了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的 ^[3]  。

從現場總線技術本身來分析，它有兩個明顯的發展趨勢：

一是尋求統一的現場總線國際標準

二是Industrial Ethernet走向工業控制網絡

統一、開放的TCP/IP Ethernet是20多年來發展最成功的網絡技術 ，過去一直認為，Ethernet是為IT領域應用而開發的，它與工業網絡在實時性、環境適應性、總線饋電等許多方面的要求存在差距，在工業自動化領域只能得到有限應用。事實上，這些問題正在迅速得到解決，國內對EPA技術（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的進展。隨着FF HSE的成功開發以及PROFInet的推廣應用，可以預見Ethernet技術將會十分迅速地進入工業控制系統的各級網絡。

國際上形成的工業以太網技術的四大陣營：

主要用於離散製造控制系統的是：

Modbus-IDA工業以太網

Ethernet/IP工業以太網

PROFInet工業以太網

主要用於過程控制系統的是：

Foundation Fieldbus HSE工業以太網

隨着科學技術的快速發展，過程控制領域在過去的兩個世紀裏發生了巨大的變革。150多年前出現的基於5－13psi的氣動信號標準（PCS，Pneumatic Control System氣動控制系統），標誌着控制理論初步形成，但此時尚未有控制室的概念；20世紀50年代，隨着基於0－5V或4－20mA的電流模擬信號的模擬過程控制體系被提出並得到廣泛的應用，標誌了電氣自動控制時代的到來，三大控制論的確立奠定了現代控制的基礎，設立控制室、控制功能分離的模式也一直沿用；20世紀70年代，隨着數字計算機的介入，產生了“集中控制”的中央控制計算機系統，而信號傳輸系統大部分是依然沿用4－20mA的模擬信號，不久人們也發現了伴隨着“集中控制”，該系統存在着易失控、可靠性低的缺點，並很快將其發展為分佈式控制系統（DCS，Distributed Control System分佈式控制系統）；微處理器的普遍應用和計算機可靠性的提高，使分佈式控制系統得到了廣泛的應用，由多台計算機和一些智能儀表以及智能部件實現的分佈式控制是其最主要的特徵，而數字傳輸信號也在逐步取代模擬傳輸信號。隨着微處理器的快速發展和廣泛的應用，數字通信網絡延伸到工業過程現場成為可能，產生了以微處理器為核心，使用集成電路代替常規電子線路，實施信息採集、顯示、處理、傳輸以及優化控制等功能的智能設備。設備之間彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可維護性等都有更高的要求。由此，導致了現場總線的產生。

現場總線控制系統由測量系統、控制系統、管理系統三個部分組成，而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。

1、現場總線控制系統：

它的軟件是系統的重要組成部分，控制系統的軟件有組態軟件、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監控軟件等。首先選擇開發組態軟件、控制操作人機接口軟件。通過組態軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數，進行網絡組態。在網絡運行過程中對系統實時採集數據、進行數據處理、計算。優化控制及邏輯控制報警、監視、顯示、報表等。

2、現場總線的測量系統：

其特點為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計算能力等更多功能，由於採用數字信號，具有高分辨率，準確性高、抗干擾、抗畸變能力強，同時還具有儀表設備的狀態信息，可以對處理過程進行調整。

3、設備管理系統：

可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態信息（包括智能儀表）、廠商提供的設備製造信息。例如Fisher—Rosemoune公司，推出AMS管理系統，它安裝在主計算機內，由它完成管理功能，可以構成一個現場設備的綜合管理系統信息庫，在此基礎上實現設備的可靠性分析以及預測性維護。將被動的管理模式改變為可預測性的管理維護模式AMS軟件是以現場服務器為平台的T型結構，在現場服務器上支撐模塊化，功能豐富的應用軟件為用户提供一個圖形化界面。

4、總線系統計算機服務模式：

以客户機/服務器模式是較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源（提供者），應用客户機則表示數據使用者，它從數據源獲取數據，並進一步進行處理。客房機運行在PC機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上，它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。

5、數據庫：

它能有組織的、動態的存儲大量有關數據與應用程序，實現數據的充分共享、交叉訪問，具有高度獨立性。工業設備在運行過程中參數連續變化，數據量大，操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分佈關係及實時性的數據庫系統，市面上成熟的供選用的如關係數據庫中的Oracle，sybas，Informix，SQL Server；實時數據庫中的Infoplus，PI，ONSPEC等。

6、網絡系統的硬件與軟件：

網絡系統硬件有：系統管理主機、服務器、網關、協議變換器、集線器，用户計算機等及底層智能化儀表。網絡系統軟件有網絡操作軟件如：NetWarc，LAN Mangger，Vines，服務器操作軟件如Lunix，os/2，Window NT。應用軟件數據庫、通信協議、網絡管理協議等。

由於各個國家各個公司的利益之爭，雖然早在1984年國際電工技術委員會/國際標準協會（IEC/ISA）就着手開始制定現場總線的標準，統一的標準仍未完成。很多公司也推出其各自的現場總線技術，但彼此的開放性和互操作性還難以統一 ^[4]  。

世界上存在着大約四十餘種現場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemount公司的HART，CarloGavazzi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。這些現場總線大都用於過程自動化、醫藥領域、加工製造、交通運輸、國防、航天、農業和樓宇等領域，大概不到十種的總線佔有80%左右的市場。

工業總線網絡可歸為三類：485網絡、HART網絡、FieldBus現場總線網絡。

485網絡：RS485/MODBUS是流行的一種工業組網方式，其特點是實施簡單方便，而且支持RS485的儀表又特別多。儀表商也紛紛轉而支持RS485/MODBUS，原因很簡單， RS485的轉換接口不僅便宜而且種類繁多。至少在低端市場上，RS485/MODBUS仍將是最主要的工業組網方式。

HART網絡：HART是由艾默生提出的一個過渡性總線標準，主要特徵是在4-20毫安電流信號上面疊加數字信號，但該協議並未真正開放，要加入他的基金會才能拿到協議，而加入基金會要一定的費用。HART技術主要被國外幾家大公司壟斷，近些年國內也有公司在做，但還沒有達到國外公司的水平。有很多智能儀表帶有[HART圓卡]，支持HART通訊功能。但從國內情況來看，還沒有真正用到這部分功能來進行設備聯網監控，最多隻是利用手操器對其進行參數設定。從長遠來看，由於HART通信速率低、組網困難等原因，HART儀表的應用將呈下滑趨勢。

FieldBus現場總線網絡：現場總線是當今自動化領域的熱點技術之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。它的出現標誌着自動化控制技術又一個新時代的開始。現場總線是連接控制現場的儀表與控制室內的控制裝置的數字化、串行、多站通信的網絡。其關鍵標誌是能支持雙向、多節點、總線式的全數字化通信。現場總線技術成為國際上自動化和儀器儀表發展的熱點，它的出現使傳統的控制系統結構產生了革命性的變化，使自控系統朝着“智能化、數字化、信息化、網絡化、分散化”的方向進一步邁進，形成新型的網絡通信的全分佈式控制系統——現場總線控制系統FCS(Fieldbus Control System)。然而，現場總線還沒有形成真正統一的標準，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標準並行存在，並且都有自己的生存空間。何時統一，遙遙無期。支持現場總線的儀表種類還比較少，可供選擇的餘地小，價格又偏高，用量也較小。

現場總線逐漸在工業現場推廣，不少設備不但具有傳統儀表的功能，而且還具備現場總線的功能、在DCS中，現場總線被廣泛應用。現場總線在使用中需要注意以下幾個問題：

(1) 通信距離。現場總線的通信距離一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率時，採用標準電纜，可以達到200m，如果採用187.5kbps速率，可以達到1 000m。通信距離有兩層含義，第一個，是兩個節點之間不通過中繼器能夠實現的距離，一般來説，距離和通信速率成反比；另一個，是整個網絡最遠的兩個節點之間的距離。往往在廠家的介紹材料中對於此類的描述不夠清楚，在實際使用中，必須考慮整個網絡的範圍，電磁波信號在電纜中傳遞是需要時間的，特別在—些高速的現場總線中，如果增大距離，就必須對一些通信參數進行修改；

(2) 線纜選擇。現場的環境決定現場總線的通信速度和通信介質。一般而言，現場總線採用電信號傳遞數據，在傳輸的過程中不可避免地收到周圍電磁環境的影響。大多數現場總線採用屏蔽雙絞線。必須注意的是，不同種類現場總線要求的屏蔽雙絞線可能是不同的。現場總線的開發者一般規定一種特製的線纜，在正確使用這種線纜的條件下才能實現規定的速率和傳輸距離。在電磁條件極度惡劣的條件下，光纜是合理的選擇，否則局部的干擾，可能影響整個現場總線網絡的工作；

(3) 隔離。一般來説，現場總線的電信號與設備內部是電氣隔離的。現場總線電纜分佈在車間的各個角落，一旦發生高電壓串入，會造成整個網段所有設備的總線收發器損壞。如果不加以隔離，高電壓信號會繼續將設備內部其他電路損壞，導致嚴重的後果；

(4) 屏蔽。現場總線採用的屏蔽電纜的外層必須在一點良好接地，如果高頻干擾嚴重，可以採用多點電容接地，不允許多點直接接地，避免產生地迴路電流；

(5) 連接器。現場總線一般沒有對連接器做嚴格的規定，但是如果處理不當，會影響整個系統通信。例如，現場總線一般採用總線型菊花鏈連接方式，在連接每一個設備時，必須注意如何不影響在現有通信的條件下，實現設備插入和摘除，這對連接器就有一定的要求；

(6) 終端匹配。現場總線信號和所有電磁波信號一樣具有反射現象，在總線每一個網段的兩個終端，都應該採用電阻匹配，第一個作用可以吸收放射，第二個作用是在總線的兩端實現正確的電平，保證通信。因此，現場總線技術是控制、計算機、通訊技術的交叉與集成，它的出現和快速發展體現了控制領域對降低成本、提高可靠性、增強可維護性和提高數據採集的智能化的要求。

每種總線大都有其應用的領域，比如FF、PROFIBUS-PA適用於石油、化工、醫藥、冶金等行業的過程控制領域；LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用於樓宇、交通運輸、農業等領域；DeviceNet、PROFIBUS-DP適用於加工製造業，而這些劃分也不是絕對的，每種現場總線都力圖將其應用領域擴大，彼此滲透。

大多數的現場總線都有一個或幾個大型跨國公司為背景併成立相應的國際組織，力圖擴大自己的影響、得到更多的市場份額。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持，併成立了PROFIBUS國際用户組織。WorldFIP以Alstom公司為主要後台，成立了WorldFIP國際用户組織。

為了加強自己的競爭能力，很多總線都爭取成為國家或者地區的標準，比如PROFIBUS已成為德國標準，WorldFIP已成為法國標準等。

為了擴大自己產品的使用範圍，很多設備製造商往往參與不止一個甚至多個總線組織。

由於競爭激烈，而且還沒有哪一種或幾種總線能一統市場，很多重要企業都力圖開發接口技術，使自己的總線能和其他總線相連，在國際標準中也出現了協調共存的局面。

工業自動化技術應用於各行各業，要求也千變萬化，使用一種現場總線技術也很難滿足所有行業的技術要求；現場總線不同於計算機網絡，人們將會面對一個多種總線技術標準共存的現實世界。技術發展很大程度上受到市場規律、商業利益的制約；技術標準不僅是一個技術規範，也是一個商業利益的妥協產物。而現場總線的關鍵技術之一是彼此的互操作性，實現現場總線技術的統一是所有用户的願望。

1、基金會現場總線（FoundationFieldbus 簡稱FF）

這是以美國Fisher-Rousemount公司為首的聯合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家公司制定的ISP協議和以Honeywell公司為首的聯合歐洲等地150餘家公司制定的WorldFIP協議於1994年9月合併的。該總線在過程自動化領域得到了廣泛的應用，具有良好的發展前景。

基金會現場總線採用國際標準化組織ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數據鏈路層、應用層，另外增加了用户層。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率，前者傳輸速率為31.25Kbit/秒，通信距離可達1900m，可支持總線供電和本質安全防爆環境。後者傳輸速率為1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距離為750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發射，協議符號IEC1158-2標準。FF的物理媒介的傳輸信號採用曼切斯特編碼。

2、CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域網）

最早由德國BOSCH公司推出，它廣泛用於離散控制領域，其總線規範已被ISO國際標準組織制定為國際標準，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN協議分為二層：物理層和數據鏈路層。CAN的信號傳輸採用短幀結構，傳輸時間短，具有自動關閉功能，具有較強的抗干擾能力。CAN支持多主工作方式，並採用了非破壞性總線仲裁技術，通過設置優先級來避免衝突，通訊距離最遠可達10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達40M /1Mbp/s，網絡節點數實際可達110個。已有多家公司開發了符合CAN協議的通信芯片。

3、Lonworks

它由美國Echelon公司推出，並由Motorola、Toshiba公司共同倡導。它採用ISO/OSI模型的全部7層通訊協議，採用面向對象的設計方法，通過網絡變量把網絡通信設計簡化為參數設置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質，通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距離可達2700m（78Kbit/s），被譽為通用控制網絡。Lonworks技術採用的LonTalk協議被封裝到Neuron（神經元）的芯片中，並得以實現。採用Lonworks技術和神經元芯片的產品，被廣泛應用在樓宇自動化、家庭自動化、保安系統、辦公設備、交通運輸、工業過程控制等行業。

4、DeviceNet

DeviceNet是一種低成本的通信連接也是一種簡單的網絡解決方案，有着開放的網絡標準。DeviceNet具有的直接互聯性不僅改善了設備間的通信而且提供了相當重要的設備級陣地功能。DeviceNet基於CAN技術，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個網絡的最大節點為64個，其通信模式為：生產者/客户（Producer/Consumer），採用多信道廣播信息發送方式。位於DeviceNet網絡上的設備可以自由連接或斷開，不影響網上的其他設備，而且其設備的安裝佈線成本也較低。DeviceNet總線的組織結構是Open DeviceNet Vendor Association（開放式設備網絡供應商協會，簡稱“ODVA”）。

5、PROFIBUS

PROFIBUS是德國標準（DIN19245）和歐洲標準（EN50170）的現場總線標準。由PROFIBUS--DP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA系列組成。DP用於分散外設間高速數據傳輸，適用於加工自動化領域。FMS適用於紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等。PA用於過程自動化的總線類型，服從IEC1158－2標準。PROFIBUS支持主-從系統、純主站系統、多主多從混合系統等幾種傳輸方式。PROFIBUS的傳輸速率為9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大傳輸距離在9.6Kbit/s下為1200m，在12Mbit/s小為200m，可採用中繼器延長至10km，傳輸介質為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個站點。

6、HART

HART是Highway Addressable Remote Transducer的縮寫，最早由Rosemount公司開發。其特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信，屬於模擬系統向數字系統轉變的過渡產品。其通信模型採用物理層、數據鏈路層和應用層三層，支持點對點主從應答方式和多點廣播方式。由於它採用模擬數字信號混和，難以開發通用的通信接口芯片。HART能利用總線供電，可滿足本質安全防爆的要求，並可用於由手持編程器與管理系統主機作為主設備的雙主設備系統。

7、CC-Link

CC-Link是Control&Communication Link（控制與通信鏈路系統）的縮寫，在1996年11月，由三菱電機為主導的多家公司推出，其增長勢頭迅猛，在亞洲佔有較大份額。在其系統中，可以將控制和信息數據同是以10Mbit/s高速傳送至現場網絡，具有性能卓越、使用簡單、應用廣泛、節省成本等優點。其不僅解決了工業現場配線複雜的問題，同時具有優異的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一個以設備層為主的網絡，同時也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。2005年7月CC-Link被中國國家標準委員會批准為中國國家標準指導性技術文件。

8、WorldFIP

WorldFIP的北美部分與ISP合併為FF以後，WorldFIP的歐洲部分仍保持獨立，總部設在法國。其在歐洲市場佔有重要地位，特別是在法國佔有率大約為60%。WorldFIP的特點是具有單一的總線結構來適用不同的應用領域的需求，而且沒有任何網關或網橋，用軟件的辦法來解決高速和低速的銜接。WorldFIP與FFHSE可以實現“透明聯接”，並對FF的H1進行了技術拓展，如速率等。在與IEC61158第一類型的連接方面，WorldFIP做得最好，走在世界前列。

9、INTERBUS

INTERBUS是德國Phoenix公司推出的較早的現場總線，2000年2月成為國際標準IEC61158。INTERBUS採用國際標準化組織ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數據鏈路層、應用層，具有強大的可靠性、可診斷性和易維護性。其採用集總幀型的數據環通信，具有低速度、高效率的特點，並嚴格保證了數據傳輸的同步性和週期性；該總線的實時性、抗干擾性和可維護性也非常出色。INTERBUS廣泛地應用到汽車、煙草、倉儲、造紙、包裝、食品等工業，成為國際現場總線的領先者。

此外較有影響的現場總線還有丹麥公司Process-Data A/S 提出的P-Net，該總線主要應用於農業、林業、水利、食品等行業；SwiftNet現場總線主要使用在航空航天等領域，還有一些其他的現場總線這裏就不再贅述了。

現場總線技術是控制、計算機、通訊技術的交叉與集成，幾乎涵蓋了所有連續、離散工業領域，如過程自動化、製造加工自動化、樓宇自動化、家庭自動化等等。現場總線技術的發展體現為兩個方面：一個是低速現場總線領域的不斷髮展和完善；另一個是高速現場總線技術的發展。而現場總線產品主要是低速總線產品，應用於運行速率較低的領域，對網絡的性能要求不是很高。從實際應用狀況看，大多數現場總線，都能較好地實現速率要求較低的過程控制。因此，在速率要求較低的控制領域，誰都很難統一整個市場。由於FF基金會幾乎集中了世界上主要自動化儀表製造商，其全球影響力日益增加，但其在中國市場營銷力度似乎不足，市場份額不是很高，LonWorks形成了全面的分工合作體系，在國內有一些實質性的進展，在樓宇自動化、家庭自動化、智能通信產品等方面，LonWorks則具有獨特的優勢。在離散製造加工領域，由於行業應用的特點和歷史原因，Profibus和CAN經在這一領域形成了自己的優勢，具有較強的競爭力。國內廠商的規模相對較小，研發能力較差，更多的是依賴技術供應商的支持，比較容易受現場總線技術供應商 (芯片製造商等)對國內的支持和市場推廣力度的影響。而且，還有一個不可忽視的一點就是在構建自動化管理系統時，選擇的上位機，比如組態軟件對總線設備的支持程度，有些監控組態軟件，比如紫金橋監控組態軟件或者InTouch等對一些主流的總線設備比如Lonworks、PROFIBUS、CAN等有着良好的支持，通過DDE、OPC或者直接連接等方式進行通訊，採集數據。這樣可以方便用户的選擇，而一些組態軟件則支持的種類較少，是用户選擇的範圍也隨之減少。

由於自動化技術從單機控制發展到工廠自動化FA，發展到系統自動化。工廠自動化信息網絡可分為以下三層結構：工廠管理級、車間監控級、現場設備級，而現場總線是工廠底層設備之間的通信網絡。這裏先介紹一下以太網，特指工業以太網，工業以太網是作為辦公室自動化領域衍生的工業網絡協議，按習慣主要指IEEE 802.3協議，如果進一步採用TCP/IP協議族，則採用“以太網+TCP/IP”來表示，其技術特點主要適合信息管理、信息處理系統，並在IT業得到了巨大的成功。在工廠管理級、車間監控級信息集成領域中，工業以太網已有不少成功的案例，在設備層對實時性沒有嚴格要求場合也有許多應用。由於現場總線種類繁多，標準不一，很多人都希望以太網技術能介入設備低層，廣泛取代現有現場總線技術，施耐德公司就是該想法的積極倡導者和實踐者，已有一批工業級產品問世和實際應用，以太網還不能夠真正解決實時性和確定性問題，大部分現場層仍然會首選現場總線技術。由於技術的侷限和各個廠家的利益之爭，這樣一個多種工業總線技術並存，以太網技術不斷滲透的現狀還會維持一段時間。用户可以根據技術要求和實際情況來選擇所需的解決方案。

1984年美國Inter公司提出一種計算機分佈式控制系統-位總線（BITBUS），它主要是將低速的面向過程的輸入輸出通道與高速的計算機總線多（MULTIBUS）分離，形成了現場總線的最初概念。80年代中期，美國Rosemount 公司開發了一種可尋址的遠程傳感器（HART）通信協議。採用在4～20mA模擬量疊加了一種頻率信號，用雙絞線實現數字信號傳輸。HART協議已是現場總線的雛形。1985年由Honeywell和Bailey等大公司發起，成立了World FIP制定了FIP協議。1987年，以Siemens，Rosemount，橫河等幾家著名公司為首也成立了一個專門委員會互操作系統協議（ISP）並制定了PROFIBUS協議。後來美國儀器儀表學會也制定了現場總線標準IEC/ISA SP50。隨着時間的推移，世界逐漸形成了兩個針鋒相對的互相競爭的現場總線集團：一個是以Siemens、Rosemount，橫河為首的ISP集團；另一個是由Honeywell、Bailey等公司牽頭的WorldFIP集團。1994年，兩大集團宣佈合併，融合成現場總線基金會（Fieldbus Foundation）簡稱FF。對於現場總線的技術發展和制定標準，基金委員會取得以下共識：共同制定遵循IEC/ISA SP50協議標準；商定現場總線技術發展階段。