现场总线技术在工业称重仪表中的应用

　　一、引言

　　现场总线 (Fieldbus) 是 20 世纪 80 年代末、90 年代初国际上发展形成的，用于现场总线技术过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了 生产过程现场及控制设备之间与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算 机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多有实 力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术的产品开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协 议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点。具有一定的时间确定性和较高的实时性要求，还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于 上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。

　　二、常见现场总线及其特点

　　目前国际上有 40 多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为 3 类：传感器总线 (Sensor Bus)，属于位传输;设备总线 (Device Bus)，属于字节传输;现场总线，属于数据流传输。

　　(一) 基金会现场总线 (FF，Fieldbus Founda-tion) 以 ISO/OSI 开放系统互联模式为基础，取其物理层、数据链层、应用层为 FF 通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块 集。基金会现场总线的主要技术内容包括 FF 通信协议、用于完成开放互联模式中第 2- 7 层通信协议的通信栈、用于描述设备特性、参数、属性及操作接口的 DDL设备描述语言、设备描述字典、用于实现测量、控制、工程量转换等功能的功能块、实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系 统、网络系统的系统集成技术。

　　(二) LonWorks 是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信系统。它采用了 ISO/OSI 模型的全部七层通讯协议，可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全符合环境保护要求、造价低廉、维护成本低是现场总线的特点，完全替代 4mA-20mA 模拟信号，实现传输信号数字化，从而易于现场布线，且降低了电缆安装和保养费用，增加了可靠性。支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种 通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络。