由ControlNet International(CI)組織負責制定的Type2現(xiàn)場總線標準由以下部分組成：

　　PhL和DLL：ControlNet;

　　AL：Control Net和EtherNet/IP。

　　Type2現(xiàn)場總線系統(tǒng)體系結(jié)構如圖2所示。ControlNet采用一種新的通信模式，即生產(chǎn)者/客戶(Producer/Consumer)模式，這種模式允許網(wǎng)絡上的所有節(jié)點，同時從單個數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)，其主要特點是增強了系統(tǒng)的功能，提高了效率和實現(xiàn)精確的同步。網(wǎng)絡的媒體送取，通過限制時間存取算法來控制，即采用并行時間域多路存取(CTDMA)方法，在每個網(wǎng)絡刷新間隔(NUI)內(nèi)調(diào)節(jié)節(jié)點的傳送信息機會。

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　　圖2 Type2 現(xiàn)場總線系統(tǒng)體系結(jié)構

　　EtherNet/IP以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議是一種開放的工業(yè)網(wǎng)絡，它使用有源星形拓撲結(jié)構，可以將10Mbps和100Mbps產(chǎn)品混合使用。該協(xié)議在TCP/UDP/IP之上附加控制和信息協(xié)議(CIP)，提供一個公共的應用層。CIP的控制部分用于實時I/O報文，其信息部分用于報文交換。ControlNet和EtherNet/IP都使用該協(xié)議通信，分享相同的對象庫、對象和設備行規(guī)，使得多個供應商的設備能在上述整個網(wǎng)絡中實現(xiàn)即插即用。對象的定義是嚴格的，在同一種網(wǎng)絡上支持實時報文、組態(tài)和診斷。為了提高工業(yè)以太網(wǎng)的實時性能，ODVA(開放的DeviceNet供應商協(xié)會)于2003年8月公布了IEEE1588“用于EtherNet/IP實時控制應用的時鐘同步”標準。

　　3 Type3 Profibus 現(xiàn)場總線

　　Type3 現(xiàn)場總線得到Profibus用戶組織PNO的支持，德國西門子公司則是Profibus產(chǎn)品的主要供應商。Profibus系列由三個兼容部分組成，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA三條總線構成。為了提高Profibus總線性能，近幾年PNO推出了新版本的Profibus-DP-V1和Profibus-DP-V2，同時逐步取消Profibus-FMS總線。擴展的Profibus-DP現(xiàn)場總線體系結(jié)構如圖3所示，Profibus-DP特別適用于設備級自動控制系統(tǒng)與分散I/O之間高速通信。Profibus-PA專為過程自動化設計，它能夠?qū)?a href="http://m.makelele.cn/tags/變送器/" target="_blank">變送器和執(zhí)行器連接到一根公共總線，使用兩根線就可以完成供電和數(shù)據(jù)通信，并能實現(xiàn)本質(zhì)安全性能。以此為基礎，擴展的DP功能DPV1進一步完善了Profibus-PA功能;DPV2解決了從站之間的通信與時間同步等重大問題。

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　　圖3 Type3 Profibus現(xiàn)場總線體系結(jié)構

　　Profibus-DPV1主要是增加了非循環(huán)服務，并擴大了與2類主站的通信。眾所周知，Profibus-DP性能的特征是在循環(huán)連接(Mscy-C1)的基礎上應用數(shù)據(jù)交換服務，實現(xiàn)一個主站和一系列從站之間集中的數(shù)據(jù)交換。1類主站指PLC、PC或控制器。2類主站指操作員站和編程器等。DPV1擴展了上述功能，在已有的Mscy-C1連接基礎上，增加了非循環(huán)服務，利用新的服務可以對從站中任何數(shù)據(jù)組進行讀寫。過去，2類主站只能利用DP從站的無連接服務，現(xiàn)在則可通過面向連接的通信對數(shù)組進行非循環(huán)讀寫，同時為進入因特網(wǎng)通信擴充了功能。

　　Profibus-DPV2可以實現(xiàn)循環(huán)通信、非循環(huán)通信以及從站之間的通信。由于從站之間可直接通信，通信時間縮短1個DP總線周期和主站周期，從而使反應時間縮短60%至90%，同時建立了等時間間隔的總線循環(huán)周期，其時間偏差小于1μs，即適用于高精度定位控制，又可實現(xiàn)閉環(huán)控制。DPV2可根據(jù)不同的應用需要開發(fā)專用行規(guī)(profile)，如用于運動控制的ProfiDrive和用于聯(lián)鎖保護的Profisafe等。

　　4 Type4 P-NET現(xiàn)場總線

　　P-NET現(xiàn)場總線由丹麥Process-Data Sikebory Aps公司從1983年開始開發(fā)，主要應用于啤酒、食品、農(nóng)業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)，它得到P-NET用戶組織的支持，在現(xiàn)場大約有5000多個應用系統(tǒng)。

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　　圖4 Type4 P-NET現(xiàn)場總線體系結(jié)構

　　P-NET現(xiàn)場總線是一種多主站、多網(wǎng)絡系統(tǒng)，圖4給出了P-NET系統(tǒng)的體系結(jié)構?？偩€采用分段結(jié)構，每個總線分段上可以連接多個主站，主站之間通過接口能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)上互連，它允許在幾個總線區(qū)直接尋址，無需遞階網(wǎng)絡結(jié)構。該總線通信協(xié)議包括1、2、3、4和7層，并利用信道機構定義用戶層。通信采用虛擬令牌(virtual token)傳遞方式，主站發(fā)送一個請求，被尋址的從站在390μs內(nèi)立即返回一個響應，只有存放到從站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才可被訪問。每個站節(jié)點都含有一個通用的單芯片微處理機，配套的2KB EPROM不僅可用作通信，而且可用于測量、標定、轉(zhuǎn)換和應用功能。P-NET接口芯片執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，第3層和第4層的功能由宿主處理器中的軟件解決。該總線物理層基于RS-485標準，使用屏蔽雙絞線電纜，傳輸距離1.2km，應用NRZ編碼異步傳輸。

　　5 Tpye5 FF HSE現(xiàn)場總線

　　1998年，美國Fieldbus Foundation(FF)基金會決定采用高速以太網(wǎng)(High Speed Ethernet，HSE)技術開發(fā)H2現(xiàn)場總線，作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制級以上通信網(wǎng)絡的主干網(wǎng)，它與H1現(xiàn)場總線整合構成信息集成開放的體系結(jié)構，圖5給出了系統(tǒng)結(jié)構。HSE網(wǎng)絡遵循標準的以太網(wǎng)規(guī)范，并根據(jù)過程控制的需要適當增加了一些功能，但這些增加的功能可以在標準的Ethernet結(jié)構框架內(nèi)無縫地進行操作，因而FF HSE總線可以使用當前流行的商用(COTS)以太網(wǎng)設備。100Mbps以太網(wǎng)拓撲是采用交換機形成星形連接，這種交換機具有防火墻功能，以阻斷特殊類型的信息出入網(wǎng)絡。HSE使用標準的IEEE802.3信號傳輸，標準的Ethernet接線和通信媒體。設備和交換機之間距離，使用雙絞線為100米，光纜可達2千米。HSE使用連接裝置(LD)連接H1子系統(tǒng)，LD執(zhí)行網(wǎng)橋功能，它允許就地連在H1網(wǎng)絡上的各現(xiàn)場設備，以完成點對點對等通信。HSE支持冗余通信，網(wǎng)絡上的任何設備都能作冗余配置。

　　FF HSE的1~4層由現(xiàn)有的以太網(wǎng)、TCP/IP和IEEE標準所定義，HSE和H1使用同樣的用戶層，現(xiàn)場總線信息規(guī)范(FMS)在H1中定義了服務接口，現(xiàn)場設備訪問代理(FDA)為HSE提供接口。用戶層規(guī)定功能模塊、設備描述(DD)、功能文件(CF)以及系統(tǒng)管理(SM)。FF規(guī)范21種功能模塊供基本的和先進的過程控制使用。FF還規(guī)定了新的柔性功能模塊(FFB)，用以進行復雜的批處理和混合控制應用，F(xiàn)FB支持數(shù)據(jù)采集的監(jiān)控，子系統(tǒng)接口、事件順序、多路數(shù)據(jù)采集、PLC和其他協(xié)議通信的網(wǎng)間連接器。