现场总线技术的发展应体现为两个方面:一个是低速现场总线领域的继续发展和完善;另一个是高速现场总线技术的发展。
现场总线产品主要是低速总线产品,应用于运行速率较低的领域,对网络的性能要求不是很高。从应用状况看,无论是FF和Profibus,还是其他一些现场总线,都能较好地实现速率要求较慢的过程控制。因此,在速率要求较低的控制领域,谁都很难统一整个世界市场。而现场总线的关键技术之一是互操作性,实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。今后现场总线技术如何发展、如何统一,是所有生产厂商和用户十分关心的问题。
高速现场总线主要应用于控制网内的互连,连接控制计算机、PLC等智能程度较高、处理速度快的设备,以及实现低速现场总线网桥间的连接,它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。这一领域还比较薄弱。因此,高速现场总线的设计、开发将是竞争十分激烈的领域,这也将是现场总线技术实现统一的重要机会。而选择什么样的网络技术作为高速现场总线的整体框架将是其首要内容。
发展现场总线技术已成为工业自动化领域广为注的焦点课题,国际上现场总线的研究、开发,使测控系统冲破了长期封闭系统的禁锢,走上开放发展的征程,这对中国现场总线控制系统的发展是个极好的机会,也是一次严峻的挑战。自动化系统的网络化是发展的大趋势,现场总线技术受计算机网络技术的影响是十分深刻的。网络技术日新月异,发展十分迅猛,一些具有重大影响的网络新技术必将进一步融合到现场总线技术之中,这些具有发展前景的现场总线技术有;智能仪表与网络设备开发的软硬件技术;组态抗术,包括网络拓扑结构、网络设备、网段互连等;网络管理技术,包括网络管理软件、网络数据操作与传输;人机接口、软件技术;现场总线系统集成技术。
总体说来,自动化系统与设备将朝着现场总线体系结构的方向前进,这一发展趋势是肯定的。既然是总线,就要向着趋于开放统一的方向发展,成为大家都遵守的标准规范,但由于这一技术所涉及的应用领域十分广泛,几乎覆盖了所有连续、离散工业领域,如过程自动化、制造加工自动化、楼宇自动化、家庭自动化等等。大千世界,众多领域,需求各异,一个现场总线体系下可能不止容纳单一的标准。几大技术均具有自己的特点,已在不同应用领域形成了自己的优势。加上商业利益的驱使,它们都各自正在十分激烈的市场竞争中求得发展。有理由认为:在从起的未来10年内,可能出现几大总线标准共存,甚至在一个现场总线系统内,几种总线标准的设备通过路由网关互连实现信息共享的局面。在连续过程自动化领域内,今后10年内,FF基金会现场总线将成为主流发展趋势,LonWorks将成为有力的竞争对手,HART作为过渡性产品也能有一定的市场。这3种技术是从这一领域的工业需求出发,其用户层的各种功能是专业连续过程设计的,而且充分考虑到连续工业的使用环境,如支持总线供电,可满足本质安全防爆要求等。
另外,FF基金会几乎集中了世界上主要自动化仪表制造商;LonWorks形成了全面的分工合作体系。这些因素对成为这一领域的主流技术是十分关键的。由于HART建立在广泛采用的模拟系统之上,它可以充分照顾到现有设备和已有投资的效益,技术上也充分考虑连续过程使用环境的需要。它已经占有一定的市场份额,其技术本身还在不断完善与更新,如提高传输速率等。国外HART仪表的市场份额还在不断增长,呈上升趋势,但是它毕竟是过渡性产品,其生存周期不会很长。国内则由于很多项目都是新项目,所以对兼容性的考虑较少,而对先进性的考虑较多,相信HART在国内的市场份额不会很大。国内市场与国外市场会有比较大的差异。一方面国外市场上占优势的产品会不断渗透到国内;另一方面,由于国内厂商的规模相对较小,研发能力较差,更多的是依赖技术供应商的支持,比较容易受现场总线技术供应商 (芯片制造商等)对国内的支持和市场推广力度的影响。国内仅LonWorks技术有实质性的市场活动,所以大部分国内厂商将首先将接受LonWorks技术。尽管FF号称仪器仪表行业的未来标准,但是由于没有明确的市场策略和在国内的积极的市场活动,市场份额将会受到很大影响。而且事实表明,所有的现场总线基金会(FF)会员在研制符合FF标准的同时,都同时推出采用LonWorks技术的应用,由此可见LonWorks技术的生命力十分顽强。在离散制造加工领域,由于行业应用的特点和历史原因,其主流技术会有一些差别。Profibus和CAN在这一领域具有较强的竞争力。他们已经在这一领域形成了自己的优势。在楼宇自动化、家庭自动化、智能通信产品等方面,LonWorks则具有独特的优势。由于LonWorks技术的特点,在多样化控制系统的应用上将会有较大的发展。
现场总线技术的兴起,开辟了工厂底层网络的新天地。它将促进企业网络的快速发展,为企业带来新的效益,因而会得到广泛的应用,并推动自动化相关行业的发展。