依照世界电工委员会IEC/SC65C的界说，安装在制作或进程区域的现场设备与操控室内的自动操控设备之间的数字式、串行和多点通讯的数据总线称为现场总线。依据运用场合和用处不同，现场总线又分为H1低速现场总线和H2高速现场总线。IEC/SC65C开端界说H1总线为用于制作或进程区域的、经过两根传输线向现场设备供电的低速串行总线，H2总线为无需处理两线制供电，用于设备间传送信息的高速串行总线。H1和H2总线相得益彰构成了完好的工业自动化体系信息通讯网络。
经过长达15年的争辩，IEC61158用于工业操控体系的现场总线世界规范于2000年头总算取得经过，现场总线之争逐渐随之落潮，IEC/SC65C/WG6现场总线规范委员会到此也完结了历史使命。为了进一步完善IEC61158规范，IEC/SC65C成立了MT9现场总线修订小组，持续这方面的作业。MT9作业组在本来8种类型现场总线的基础上不断完善扩展，于2001年8月拟定出由10种类型现场总线组成的第三版现场总线规范，它们是：Type1 TS61158 现场总线、Type2 ControlNet 和 Ethernet/IP 现场总线、Type3 Profibus现场总线、Type4 P-NET现场总线、Type5 FF HSE现场总线、Type6 Swift-Net 现场总线、Type7 WorldFIP现场总线、Type8 INTERBUS现场总线、Type9 FF H1现场总线以及Type10 PROFInet现场总线，该规范于2003年4月成为正式世界规范。限于篇幅，本文对10种类型总线做概要论说，并简略总述上述总线近三年来的最新进展。
1 Type1 TS61158 现场总线
Type1 现场总线规范由以下部分构成：
PhL：IEC61158-2：1993规范的超集（Superset）；
Foundation Fieldbus的超集；
WorldFIP的功用超集；
DLL：IEC TS61158-3，TS61158-4；
Foundation Fieldbus的超集；
WorldFIP的功用超集；
AL：IEC TS61158-5，TS61158-6。
1998年之前，IEC/SC65C只引荐一种类型的现场总线，该总线首要选用Foundation Fieldbus总线和WorldFIP总线根本技能，并严厉依照IEC界说拟定现场总线规范，因为各种原因，经过多轮投票未获经过，只能按规则成为技能陈述TS61158，以此为基础形成了现在的Type1现场总线。世界电工委员会引荐的通用现场总线网络结构如图1所示，从图中可以看出现场总线体系可以支撑各种工业范畴的信息处理、监督和操控体系，用于进程操控传感器、执行器和本地操控器之间的初级通讯，可以与工厂自动化的PLC完结互连。在这里，H1现场总线首要用于现场级，其速率为31.25Kbps，担任两线制向现场外表供电，并能支撑带总线供电设备的实质安全；H2现场总线首要面向进程操控级、监控办理级和高速工厂自动化的运用，其速率为1Mbps，2.5Mbps和100Mbps。
图1 通用现场总线网络结构
2 Type2 ControlNet和Ethe
rnet/IP现场总线
由ControlNet International(CI)安排担任拟定的Type2现场总线规范由以下部分组成：
PhL和DLL：ControlNet；
AL：Control Net和Ethernet/IP。
Type2现场总线体系体系结构如图2所示。ControlNet选用一种新的通讯形式，即生产者/客户（Producer/Consumer）形式，这种形式答应网络上的一切节点，一起从单个数据源存取相同的数据，其首要特点是增强了体系的功用，进步了功率和完结准确的同步。网络的媒体送取，经过约束时刻存取算法来操控，即选用并行时刻域多路存取（CTDMA）办法，在每个网络改写间隔（NUI）内调节节点的传送信息时机。
图2 Type2 现场总线体系体系结构
Ethernet/IP以太网工业协议是一种敞开的工业网络，它运用有源星形拓扑结构，可以将10Mbps和100Mbps产品混合运用。该协议在TCP/UDP/IP之上附加操控和信息协议（CIP），供给一个公共的运用层。CIP的操控部分用于实时I/O报文，其信息部分用于报文交换。ControlNet和Ethernet/IP都运用该协议通讯，共享相同的目标库、目标和设备行规，使得多个供货商的设备能在上述整个网络中完结即插即用。目标的界说是严厉的，在同一种网络上支撑实时报文、组态和确诊。为了进步工业以太网的实时功用，ODVA（敞开的DeviceNet供货商协会）于2003年8月发布了IEEE1588“用于Ethernet/IP实时操控运用的时钟同步”规范。
3 Type3 Profibus 现场总线
Type3 现场总线得到Profibus用户安排PNO的支撑，德国西门子公司则是Profibus产品的首要供货商。Profibus系列由三个兼容部分组成，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA三条总线构成。为了进步Profibus总线功用，近几年PNO推出了新版本的Profibus-DP-V1和Profibus-DP-V2，一起逐渐撤销Profibus-FMS总线。扩展的Profibus-DP现场总线体系结构如图3所示，Profibus-DP特别适用于设备级自动操控体系与涣散I/O之间高速通讯。Profibus-PA专为进程自动化规划，它可以将变送器和执行器衔接到一根公共总线，运用两根线就可以完结供电和数据通讯，并能完结实质安全功用。以此为基础，扩展的DP功用DPV1进一步完善了Profibus-PA功用；DPV2处理了从站之间的通讯与时刻同步等重大问题。
图3 Type3 Profibus现场总线体系结构
Profibus-DPV1首要是增加了非循环服务，并扩展了与2类主站的通讯。众所周知，Profibus-DP功用的特征是在循环衔接（Mscy-C1）的基础上运用数据交换服务，完结一个主站和一系列从站之间会集的数据交换。1类主站指PLC、PC或操控器。2类主站指操作员站和编程器等。DPV1扩展了上述功用，在已有的Mscy-C1衔接基础上，增加了非循环服务，运用新的服务可以对从站中任何数据组进行读写。曩昔，2类主站只能运用DP从站的无衔接服务，现在则可经过面向衔接的通讯对数组进行非循环读写，一起为进入因特网通讯扩展了功用。
Profibus-DPV2可以完结循环通讯、非循环通讯以及从站之间的通讯。因为从站之间可直接通讯，通讯时刻缩短1个DP总线周期和主站周期，从而使反应时刻缩短60%至90%，一起建立了等时刻间隔的总线循环周期，其时刻误差小于1μs，即适用于高精度定位操控，又可完结闭环操控。DPV2可依据不同的运用需求开发专用行规（profile），如用于运动操控的ProfiDrive和用于联锁维护的ProfiSafe等。
4 Type4 P-NET现场总线
P-NET现场总线由丹麦Process-Data Sikebory Aps公司从1983年开端开发，首要运用于啤酒、食物、农业和养殖业，它得到P-NET用户安排的支撑，在现场大约有5000多个运用体系。
图4 Type4 P-NET现场总线体系结构
P-NET现场总线是一种多主站、多网络体系，图4给出了P-NET体系的体系结构。总线选用分段结构，每个总线分段上可以衔接多个主站，主站之间经过接口可以完结网上互连，它答应在几个总线区直接寻址，无需递阶网络结构。该总线通讯协议包含1、2、3、4和7层，并运用信道组织界说用户层。通讯选用虚拟令牌（virtual token）传递方法，主站发送一个恳求，被寻址的从站在390μs内当即回来一个呼应，只要存放到从站内存中的数据才可被拜访。每个站节点都含有一个通用的单芯片微处理机，配套的2KB EPROM不只可用作通讯，并且可用于丈量、标定、转化和运用功用。P-NET接口芯片执行数据链路层的一切功用，第3层和第4层的功用由宿主处理器中的软件处理。该总线物理层根据RS-485规范，运用屏蔽双绞线电缆，传输间隔1.2km，运用NRZ编码异步传输。
