從第一代的氣動信號控製係統PCS，到第二代的動模擬信號控製係統，再到第三代的數字計算機集中式控製係統，和第四代的集散式分布控製係統DCS，工業控製迎來了——

第五代控製係統現場總線控製係統FCS。

現場總線控製係統的技術基礎是現場總線。操作簡單、運行可靠、經濟實用……數十年來
，現場總線在工業領域大放異彩
，革新了工業底層網絡的架構設計。

那麼，究竟什麼是現場總線呢？

01

工業現場的“神經係統網絡”

在(zai)人(ren)體(ti)內(nei)
，有(you)一(yi)套(tao)起(qi)到(dao)主(zhu)導(dao)作(zuo)用(yong)的(de)調(tiao)節(jie)係(xi)統(tong)

，能(neng)夠(gou)感(gan)知(zhi)內(nei)外(wai)部(bu)環(huan)境(jing)的(de)各(ge)種(zhong)信(xin)息(xi)

，並(bing)將(jiang)之(zhi)傳(chuan)遞(di)到(dao)各(ge)級(ji)神(shen)經(jing)中(zhong)樞(shu)進(jin)行(xing)整(zheng)合(he)，以(yi)維(wei)持(chi)機(ji)體(ti)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)，我(wo)們(men)稱(cheng)之(zhi)為(wei)“神經係統網絡”。

現場總線
，就是複雜工業裝備內部的“神經係統網絡”。它應用於工業現場設備（變送器

、現場控製器、執行機構等）之間的通信互連，是自動化領域中底層數據的通信網絡。

追溯現場總線的發展曆史
，大致可以分為模擬信號（1975年前）、數字通信（20世紀80年代）
、低速現場總線（20世紀90年代）和高性能現場總線（21世紀）四個階段。

上世紀60年代，隨著微電子技術的快速發展，新型傳感器和執行器——也就是我們今天所說的智能儀表不斷湧現，為這些設備研製新型通信係統的需求呼之欲出。

因此，早在70年代初期，第一批現場總線就已經安裝投用
，但是一直到80年代中期，現場總線的標準化工作才算真正開始
，而且時至今日，現場總線也仍未形成一致的國際標準。

標準不統一的結果就是：混亂。

當時，歐美的不同廠家采用不同的方法
、不同的信號標準進行產品開發，以致於眾多的智能化工業控製儀表互不兼容。從用戶角度看

，嚴重影響了生產的全球化發展。

鑒於這種混亂局麵的不利影響，國際電工技術委員會（IEC）站了出來，從1985年起開始主導製訂國際性的智能化現場設備和控製室自動化設備之間的通訊標準，並正式命名為Fieldbus，也就是現場總線。

然而，伴隨現場總線標準製訂而來的，卻是一場“現場總線標準大戰”。

02

曠日持久的“現場總線大戰”

起初
，最有希望統一現場總線標準的是德國的Profibus與法國的FIP
，它們在各自的國家層麵上完成了標準化工作
，並將成果提交給國際電工技術委員會進行國際標準化。

但是，這兩個係統的技術方法卻是大相徑庭。

Profibus基於分布式控製思想，支持垂直通信，FIP則設計了中央式的控製方案，用於水平通信。兩大總線團隊彼此對壘
，誰也不服誰
，統一協議標準也因此遲遲無法落地。

不過
，盡管技術手段不同，Profibus和FIP在應用領域上卻形成了互補。因此
，有專家小組提議
，在結合Profibus和FIP兩者優點的基礎之上，研製新型通用現場總線。

但由於戰略原因，新型總線的研製在還未達到成熟階段時即被放棄。

正當歐洲人相持不下的時候，美國人也順勢加入了戰局。美國儀表協會（ISA）下屬的標準與實施工作組的ISA/SP50，在上世紀80年代後期主導了現場總線標準的編製工作。

bicibufuqidedefa

，ziranyebuyuanyijieshoubeimeiguozhudaodejumian。yushi
，defameiduofangjiangchi，xianchangzongxiandebiaozhunhuagongzuoxianrulechedidejiaozhezhuangtai。ergengdadeluanju
，jijiangxiongyongerzhi。

出於市場利益的考量

，歐美各國的巨頭企業紛紛下場，開發、推廣自己的現場總線產品

，各類現場標準相繼誕生。

◉ 1986年
，德國推出Profibus過程現場總線標準。

◉ 1990年，美國Echelon公司推出LonWorks現場總線產品。

◉ 1992年，Siemens
、Rosemount、ABB
、Foxboro
、Yokogawa等80家公司聯合成立ISP（Interoperable System Project
，可互操作係統規劃）協會，著手在Profibus基礎上製定標準。

◉ 1993年，Honywell

、Bailey等公司成立WorldFIP協會，共有120家公司參加，以法國標準FIP（Factor Insrtumentation Protoco1）為基礎製定標準。

◉ 1994年，ISP與WorldFIP（北美部分）兩大集團握手言和，成立了現場總線基金會FF（Fieldbus Foundation）。

◉ 1996年
，FF公布了低速總線H1標準
，並安裝了示範係統，將不同廠商的符合FF規範的設備互連構成控製係統和通訊網絡，使H1低速總線開始步入實用階段。

時間來到了1999年的6月15日

，一度失聲的IEC提出了一個新的解決方案：和解。在它的居中斡旋下，7月16日
，幾家主流現場總線標準的代表聯合簽署了一份和解協議。

曠日持久的“現場總線標準大戰”，終於迎來了中場時刻。

2000年1月4日，IEC宣布現場總線國際標準以86%讚成、12%反對的票數比獲得通過，IEC 61158標準正式麵世，並將於當年的12月31日起發布實施。

然而，即便是來之不易的IEC 61158

，其實也並非是完全意義上的大一統標準。它包含了8種不同類型的總線協議，這些協議互不兼容，與IEC的初衷相差甚遠。

一直到今天，現場總線市場仍舊是數十種總線並存的局麵。

03

打破壟斷的EPA現場總線

liaodaozheer，bunanfaxianyigewenti，zhuliudexianchangzongxianzhuyaoyououmeiqiyeqiantoukaifa，tamenyongyouxiangguanjishudebiaozhunhezhuanli，zhangwolexingyehuayuquan。zaizheyilingyu，zhongguoqiyechangqiquexi
，shouzhiyuren。

EPA總線的出現，改變了這一現狀。

EPA的全稱是Ethernet for Plant Automation，專為工業控製係統高速、確定
、實時
、安全可靠的通信需求而研製，解決了以太網應用於控製領域的多項關鍵技術難題。

2005年，EPA被正式接受為IEC PAS標準化文件發布。2007年
，被納入IEC 61158標準體係的EPA國際標準發布，該標準成為我國在工業自動化領域的第一個國際標準，具備完整自主知識產權，100%掌握核心技術，無需任何國外授權。

EPA國際標準涵蓋6項內容，分別是EPA現場總線協議、EPA實時以太網技術協議
、EPA功能安全通信協議、EPA線纜與安裝標準
、EPA驅動標準和EPA分布式冗餘協議。

其中，EPA線纜與安裝標準被向來以嚴苛著稱的德國引進為德國國家標準，成為我國在工業標準領域打破國際壟斷、爭取國際話語權的典型案例。

EPA現場總線技術也先後獲得“中國標準創新貢獻獎”、“國家技術發明獎二等獎”、“中國專利優秀獎”等重大獎項肯定。

標(biao)準(zhun)先(xian)行(xing)，是(shi)知(zhi)識(shi)經(jing)濟(ji)時(shi)代(dai)的(de)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)法(fa)則(ze)。誰(shui)製(zhi)定(ding)的(de)標(biao)準(zhun)為(wei)世(shi)界(jie)所(suo)認(ren)同(tong)


，誰(shui)就(jiu)掌(zhang)握(wo)了(le)產(chan)業(ye)遊(you)戲(xi)規(gui)則(ze)的(de)話(hua)語(yu)權(quan)。那(na)場(chang)延(yan)續(xu)了(le)十(shi)多(duo)年(nian)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)之(zhi)爭(zheng)，其(qi)實(shi)就(jiu)是(shi)行(xing)業(ye)話(hua)語(yu)權(quan)之(zhi)爭(zheng)。

圍繞現場總線，在多方博弈
、諸強混戰之後，姍姍來遲的IEC 61158biaozhuntixi，yezhishiyigezhezhongtuoxiedejieguo。jinnianlai，suizhegongyeyitaiwangdejueqi，xianchangzongxiandeshichangfenegengshishoudaolezhengmianchongji
，xianchangzongxianzhizhanzhubushengjichenglexianchangzongxianyugongyeyitaiwangzhizhan。

因此，在可預見的未來，工業通信網絡領域內的競爭仍舊會激烈存在。

而(er)對(dui)於(yu)一(yi)度(du)居(ju)於(yu)落(luo)後(hou)地(di)位(wei)的(de)中(zhong)國(guo)企(qi)業(ye)而(er)言(yan)，麵(mian)對(dui)這(zhe)場(chang)激(ji)烈(lie)競(jing)爭(zheng)的(de)科(ke)技(ji)博(bo)弈(yi)

，堅(jian)持(chi)自(zi)主(zhu)可(ke)控(kong)的(de)標(biao)準(zhun)體(ti)係(xi)和(he)技(ji)術(shu)力(li)量(liang)，才(cai)是(shi)我(wo)們(men)能(neng)從(cong)新(xin)一(yi)輪(lun)產(chan)業(ye)革(ge)命(ming)中(zhong)脫(tuo)穎(ying)而(er)出(chu)的(de)不(bu)二(er)通(tong)途(tu)。

山高路遠，我們正在路上。

[1] The Fieldbus Standards:History and Structures.(2002).Max Felser

[2] The fieldbus war:history or short break.(2002).Max Felser, Thilo Sauter

[3] 現場總線的發展曆史與未來發展趨勢.(2005).賀天柱,孫瑜

[4] The Fieldbuses.(1997).Jean Pierre Thomesse