1.标准的重要性

标准化是经济建设、科技进步、国际贸易和社会发展的重要技术基础。它不仅与人民生活和工农业生产密切相关，还与国际贸易和科技合作的开展密切相关，标准化是实现现代化大规模生产的重要保证，是规范市场秩序，连接国内外市场的重要手段。

2.为什么现场总线的国际标准更受到业内人士的特别关注

一般的产品无论是国内或国际上基本上只有一种标准，这样就可便于遵循，但自从现场总线出现以来，国际上一些跨国大公司为了他们自己的切身利益，经过15年的激烈斗争，最终不得不以妥协而告终，其结果就出现了多种国际标准，这种反常的现象，无论对研究人员、生产厂商还是对最终用户，莫不带来了困惑或无奈，而且这种多标准的局面还会持续一段很长的时间。

由于现场总线有众多的优点，有许多地方需要应用；而国际标准又有13种之多，多标准实际上就是没有标准，因此一说到现场总线就不得不要了解或研究它的国际标准问题。

3.制订标准的机构

（1）世界上制订国际标准的机构

世界上制订国际标准的机构有3个，分别是国际标准化组织ISO（International Standard Organigation）、国际电工委员会IEC(International Electrotechnical Commission)及国际电信联盟ITU。另外还有欧洲电工标准化委员会CENELEC，制定欧洲标准EN。

（2）国家标准化委员会

各国都有制订自己国家标准的组织，我国制定国家标准GB的组织是全国标准化委员会。

4.制订现场总线标准的机构

（1）IEC/TC65/SC65C

IEC/TC65/SC65C是国际电工委员会第65分技术委员会(TC是Tehnical Committee的缩写)，它成立于1969年，负责工业过程测量和控制的标准化工作。

TC65下设的SC65C（SC是Sub Committee的缩写）是负责测量和控制系统的数字数据通信的标准化工作的分委员会。

（2）IEC/TC17/SC17B

IEC/TC17是分管电气的标准化委员会，其下的SC17是分管低压电器的分委员会。

5.有关IEC投票表决通过国际标准的规定：

一个标准的制定需经过若干个阶段，经过几次审批才到达投票的最后阶段。

根据IEC的有关章程。投票表决是否有效须符合以下规定：

（1）参加投票表决的国家有两类：有投票资格的国家称为P成员国；有观察员资格的国家称为O成员国。

（2）投票表决需要有75%以上的赞成率方能通过（只计P成员国）。

（3）若反对率超过25%（计P与O成员国）则反对有效，标准不能通过。

这是为什么单一的现场总线国际标准几次已获得75%以上成员国的支持；而结果又以超过25%包括P与O成员国的反对而告失败的原因。

6.制订国际标准的历程

（1）1983年现场总线的概念首先在欧洲兴起。

（2）1984年IEC就开始制订现场总线的国际标准，稍候继成立了推广及试用的组织IFC。

（3）1989年Profibus成为德国国家标准。

（4）1990年FIP成为法国国家标准。

（5）1992年ISP成立。ISP是可互操作系统协议（Interoperable System Protocol）的简称。他基于Profibus。世界上有100多家公司参加。1993年又成立ISPE即ISP基金会以支持实施ISP。ISPF由当时的美国Fisher-Rosemount公司牵头。

（6）1993年IEC61158-2物理层规范通过表决成为国际标准，但关键的链路层因与Profibus有分歧，遭到德国与欧洲一些小国的抵制而未获通过。

（7）1993年World FIP成立。World FIP是世界工厂仪表协议（World Factory Instramentation Protocol）的简称。他基于法国的标准FIP，也有100多家公司参加，由美国的Honeywell公司牵头。

（8）1994年6月ISP与WorldFIP感到二大阵营旗鼓相当，谁也胜不了谁，于是握手言和，合并成为现场总线基金会（Fieldbus Foundation）简称FF，他推出的基金会现场总线（Foundation Fieldbus）也简称FF，但前者代表一个组织；而后者代表一种现场总线。WorldFIP的北美部份参加了FF，经WorldFIP的欧洲部分仍保持独立。

（9）1994年FF已成立，IFC就解散了，FF的成立，理应顺利地产生现场总线的国际标准了，但事实并非如此简单。

（10）1996年12月30日至1998年9月30日斗争异常尖锐，又经过了4 次投票表决，结果是单一的现场总线国际标准仍然没有获得通过。

（11）1999年6月15日IEC执委会作出决议，即修改现有技术报告包括构筑不同框架的协议，并且至少应包括一种其它协议在内，这就为多种现场总线作为国际标准打开了大门。

（12）1999年底表决的结果，包括8种类型在内的IEC61158现场总线国际标准终于获得了通过。长达15年之久的，环绕着国际标准的现场总线国际标准以妥协而告终，结果是出现了多种标准。

现场总线国际组织的演变历史见图1。

图1 现场总线国际组织的演变历史[page]

7.现有的现场总线国际标准

（1）IEC61158(IEC/TC65/SC65C)

IEC61158目前包括10种类型（Type）

①IEC技术报告（相当于FF的低速部分H1，有美国的Emerson等公司支持）

②Control Ncf(由美国的Rockwell等公司支持)

③Profibus(由德国的Siemens等公司支持)

④P-Net(由丹麦Process Data等公司支持)

⑤FF的HSE(High Speed Ethernet 由美国的Emerson等公司支持)

⑥Swift Nct(由美国的波音等公司支持)

⑦World FIP（法国的Alstom等公司支持）

⑧Interbus(德国的Phoenix Contact等公司支持)

⑨FF的应用层（Application Layer）

⑩Profinet(德国的Siemens等公司支持)

从上述10种类型中看出IEC61158实际上包括了FF，ControlNet，Protibus，P-Net，SwiftNet，WorldFIP，Interbus与Protinct共8种现场总线。

（2）IEC62026(IEC/TC17/SC17B)

IEC62026包括了4 种现场总线国际标准：

①AS-i(Actuator Sensor-interface执行器传感器接口，由德国的Festo与BtF等公司支持)

②DeviceNet(由美国的Rockwell等公司支持)

③SDS(Smart Distribated System灵巧式分散型系统，由美国的Honeywell等公司支持)

④Seripex(串联多路控制总线)

（3）ISO11898与ISO11519

CAN(Control Area Network 控制器局域网络由德国的Bosch等公司支持)

CAN ISO11898(IMbif/s)

CAN ISO11519(125Kbit/s)

因此目前现场总线的国际标准共有13种（8+4+1=13），而且还有增加的趋势。

8.现场总线通信协议模型

由于现场总线的种类较多，在讲解各种现场总线之前，必须先了解现场总线协议模型。

IEC/ISA（ISA是美国仪表学会的缩写）在综合了多种现场总线标准的基础上制订了现场总线协议模型，它规定了现场应用过程之间的可互操作性、通信方式、层次化的通信服务功能划分、信息的流向及传递规划，并将上述内容以类似于ISO/OSI参考模型的方式进行了定义。

ISO/OSI参考模型如图2所示，其中OSI是指开放式系统互联（Open System Interconnection）。

图2 IS0/OSI参数模型

IEC/ISA现场总线参考模型如图3所示。

图3 IEC/ISA现场总线参数模型

从图2及图3二种通信结构的比较中可以指出，现场总线的体系结构省略了网络层、传输层、会话层及表达层这4 层。这主要是针对工业过程的特点，使数据在网络流动中尽量减少中间环节，加快数据的传递速度，提高网络通信技数据处理的实时性。目前大多数现场总线参考采用了这种模型，但有的在应用层上又加了用户层，如FF。