内容简介本选编是《现场总线技术应用选编》①的续篇，是从22年国内5余种行业自动化类和电子技术应用类刊物的论文中选出147篇文章编辑成书的。其中，影响较大的现场总线有HART通信协议5篇，CAN总线38篇，LON总线36篇，PROFIBUS总线23篇，FF总线11篇，其他总线2篇。这些论文不仅可以反映近一二年来现场总线技术在我国研究、开发的技术应用成果，而且还具有很强的针对性、较高的透明性和实用价值，对现场总线的应用和开发可提供有价值的帮助。本书所有论文均具有理论和应用紧密结合的突出特点，可作为大专院校有关专业大学生和研究生的教学实践和课程设计的教学参考用书，也可供有志于微控制器和现场总线技术研究、开发和应用人员参考。前言现场总线技术的发展趋势是广大读者普遍关心的一个问题。对于这一问题在本选编中已多有论述，众说纷纭中至少有两点是大家的共识，特别是在IEC61158国际标准颁布后。第一，国际上多种现场总线并存竞争的局面将会长期存在下去。由于控制过程的复杂性使得现存的任何一种现场总线都难以单独胜任，多种现场总线将会互联共存于一个控制系统中。事实上，由于每一种现场总线都有各自适用的范围和技术特点，而且8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议，要实现这些总线的相互兼容和互操作，几乎是不可能的。没有一种适合所有控制过程的现场总线。这些现场总线都有着各自不同的技术特长及其擅长的应用领域，如PROFIBUS速度快，特别适合工厂自动化、装配流水线和自动仓库等；FF智能程度高、实时性强、组态灵活，在过程自动控制上有优势；PNET在农业自动化领域有很好的前景；IEC61158国际标准中虽未列入LonWorks和CAN，但LonWorks很适合物业领域，CAN更适合于报文内容简单、通信距离和通信速率适中的应用场合。第二，现场总线最终将向Ethernet过渡。许多基于现场总线的FCS最终都将连接Ethernet，直至与Internet相连接。FF发布的HSE最终规范FS1.，就是以1Mbps以太网为基础的高速以太网现场总线。据报道，目前研发PROFIBUS，DeviceNet，ControlNet和LonWorks等总线的公司都打算使用Ethernet，并且都在研究通过一种被称为Tunnel的简单传递机构，使用Ethernet网络传送他们的报文。这些工作将为Ethernet进入工业自动化的现场级打下基础。Ethernet最终到达所有传感器和执行器的日子已不会太遥远。现场总线的工程推广与应用是大家十分关心的另一个问题。现场总线要在我国广泛深入地推广与应用，首先要在人们思想观念上注意克服两种对于现场总线的盲目性。一种由于经过自身长期努力，比较熟悉和适应了传统的DCS控制模式，又因其具有较好的运行稳定性，而且DCS也在不断完善，尚有潜力可挖，因而对FCS的兴起和变革熟视无睹，陷入固守传统的盲目性；另一种则是由于对现场总线技术尚未深入了解，大家都在对FCS呼之欲出，称赞不绝，似乎采用了现场总线，目前存在的一些控制难题都会迎刃而解，从而又陷入了一种盲目性。实际上，像多变量、非线性和时变系统等大量控制难题还是要依靠模糊控制、神经网络控制、自适应控制和预测控制等专业控制策略来解决，现场总线技术只是提供了这些控制策略实现的手段。为使现场总线在我国广泛深入地推广和应用，离不开符合协议的现场设备或现场仪表，也离不开在自动化技术中占中心地位的控制系统的支持。目前我国现场智能设备、智能仪表需要在数量和品种上不断丰富，价格也要不断下降，这两者是相互关联的。据统计，在2年模拟仪表的使用率下降到3%，而智能仪表的使用率上升到7%。另外，还需要给用户提供更多的解决控制策略的接口。目前现场总线所提供的功能块只能实现如PID控制等一些简单的控制算法；而如前所述的复杂控制功能如预测控制、神经网络控制和系统优化等仍需要在PC机或工作站上实现，这无形中也使得风险集中了。现场总线最好能结合目前成熟的先进控制算法多推出一些方便用户的“傻瓜”型模块，为用户提供更多参与控制策略的手段。这些问题必将随着现场总线技术的发展而逐步得到解决。本选编主要选材于22年国内5余种行业自动化类和电子技术应用类刊物，采取拉网式搜索的办法，经过初选和复选，组稿编辑成书，基本可以反映近一二年现场总线技术在我国研究、开发的技术应用成果。我国现场总线的研究、开发与应用正经历着由起步的普及阶段向着以提高应用水平和促进规模化、实现产业化为标志的更高层次发展的新阶段。过去的优秀应用技术成果可以推进现场总线技术在我国的进一步推广，以迎接现场总线技术在我国全面、深入应用的新高潮。本选编入选的文章数量为147篇。其中，影响较大的几种现场总线有：HART通信协议5篇；CAN总线38篇；LON总线36篇；PROFIBUS总线23篇；FF总线11篇；其他总线2篇。在选编②与广大读者见面时，关于本书的编撰应作如下一些说明：（1）本选编继续遵循“有用、有序、有机”的选编指导原则。文章入选的第一标准仍是有无应用价值，要求入选文章尽可能地具有较强的针对性、较高的透明度和实用价值。为了编排有序，让同行读起来清晰、舒服，全书分为七章。第一章安排了现场总线总论，主要阐述现场总线概念、现场总线发展、几种主要现场总线的特点比较和选择，以及现场总线在我国的发展，并把HART通信协议也放在本章。在影响较大的四类现场总线各章中，由于在选编①中均已安排有概述性介绍文章，为了避免重复，节省篇幅，有关概述性介绍均不再编入，个别文章作为摘要编入第七章。另外，内容上力求全书总体上达到有机地浑然一体。（2）在上述选编原则指导下，编者对入选文章不得不忍痛进行一些文字上（不涉及观点）的删减。为尊重作者考虑，凡删减较多者，均在文末以“节选”标明。另外，为使全书标题不过多重复，或为了更加突出本文主题，对个别文章标题作了局部修改，恳切希望原文作者予以理解和谅解。（3）从本集开始，根据需要除“选编”和“节选”外，增加了一种新的文章样式——文章摘编。这部分文章主要出自：在编辑选编①时，由于篇幅限制忍痛割爱未予编入而又有应用价值的；文章篇幅过长，不适宜在选编中全文选载，又不太好节选的；有关现场总线技术综述性文章，为节省篇幅避免重复，从本集起只好列入摘编。不少列入摘编的都是内容不错的文章，对现场总线技术有应用价值，故专开列第七章——《文章摘编》，但总体上摘编的篇数不多，共53篇。（4）本书入选文章在定稿前与大多数作者取得联系，征求了意见；但由于部分作者地址不详或有变化，至今仍未联系上，希望未取得联系的作者能迅速和我们联系，并领取应得的稿酬，特此说明。这里，我要感谢高兴华工程师为本书文稿收集和编选所作的大量工作。我还要特别感谢选编中各篇论文的作者，感谢他们为我国工业自动控制事业，为发展我国现场总线技术所做的努力，特别可贵的是把这种努力的成果拿出来与同行共享。没有他们就没有这本选编，当您无论是在撰写论文、开发产品或者做深入研究工作中分享这份成果时，请不要忘记，也把您的努力和成果拿出来同我们大家一起分享。本书主编负责选编的整体结构设计，文稿的收集、筛选和整理修改。由于选编时间仓促，加之本人水平所限，选编中的不尽如人意之处，希望广大读者不吝赐教、指正。主编邬宽明23年5月
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