建筑物自动化的三种总线技术

建筑物自动化的三种总线技术

摘要：中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统（BAS）》所规定的模拟和数字混合的集散型系统（TDS），已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样，建筑物自动化市场在技术接受期曲线上，通常落后于商业领域技术应用会有几年之久……

关键字：建筑物自动化总线技术中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统（BAS）》所规定的模拟和数字混合的集散型系统（TDS），已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样，建筑物自动化市场在技术接受期曲线上，通常落后于商业领域技术应用会有几年之久，因此，在商业领域已经成功运用多年的个人计算机和以太网通信，现在却成为BAS更新途径的热门话题。PC-BasedControl和以太网技术，已经开始全面进入BAS领域。2000年3月，Honewell公司推出的全数字化闭路电视监视系统DVM，就用PC-BasedVideoServer，类似于商业领域应用的个人计算机式视频服务器，取代了传统的模拟和数字混合的CCTV闭路电视矩阵切换器和磁带录象设备；DVM系统中，经过信号转换接口把所有摄像机的视频信号直接连入以太网通信，每20台摄像机使用1台VideoServer。这种第三代保安监控电视的全数字化CCTV以太网系统，已经在澳大利亚悉尼机场使用。PC机技术日新月异的进步，使BAS的中央站功能不断增强；PC机的商业软件，如ODBC、API等等，已成为BAS的标准软件；基于PC机技术的分站不断发展。信息领域的以太网技术对工业自动化和建筑物自动化各个层面的影响，从上到下。BAS管理层的以太网正在下植到自动化层和更低的现场层。BAS三层结构将会成为以太网"一网到底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"革新的主要技术，就是以太网现场总线。以太网现场总线，也可称为以太网I/O（Input/Output），是控制技术和信息技术的完美结合，性能发挥到极致，它或许能够解决工业自动化长期争论不休的现场总线标准化问题，是商业技术影响工控技术的一个范例。以总线为脉络，分析计算机总线、测控总线和网络总线在BAS技术发展中分别担纲的角色，可以加深对BAS未来发展的了解。1、总线BUS总线一词，源于计算机技术。总线是各种信号线的集合（包括地址、数据、控制、电源等），是各种信息传输的通路，有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为：计算机系统中各部件之间用于数据传输的一组硬件连线（导线）。IBM公司将其简称为用于传输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物自动化中，BAS总线可解释为用来连接中央站分站、现场设备或者各种系统的那些具有导电性的通路，以完成数据或信号的传输。以应用范围来分，BAS总线可划分为计算机总线、测控总线和网络总线、。计算机总线用于上位管理计算机和中央站内部部件的连接。测控总线用于中央站与分站的连接，分站与现场设备的连接，现场设备之间的连接。网络总线则是将上位管理计算机和中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一起的一条多分支线路，将数据置于网络总线中，数据将会经所有的节点检测后，由其指定地址的节点接收。BAS管理层的以太网就是网络总线。当以太网下植到自动化层和现场层以后，以太网又扮演着测控总线的角色，在这种背景下，我们借用"网络就是计算机"的概念，不免也可以说"网络就是控制器"，因为所有传感器、执行器、分站、中央站已经遍布以太网中，以太网被赋予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力，人们可以随心所欲使用以太网，无论是进行实时控制还是传递管理信息。瓣蓬泊2离、富标塘准词化捞S刮t辉a若n顾d勇a夹r问d赢i勾z跑a萄t称i深o习n邀堆悦畅作吼为版信轰息匆传肿输录通脖路膛的垃总块线于，牢追文求炸标破准娇化夕，左是盏各辜种丢总面线岸的焰共悬同绝目问标著；炉只判有漠标肠准店总叠线蔽，棋才熄能三够杠支洒持坝更册多蕉的志性膀能骑不族同铅的枣产愁品竞的韵连霉接为，佛完后成竹更判多匆更倾好霉的翠系玉统迎的挖集疑成火，暂实成现瘦更垮完浴善毅的亲控滑制视和胶管哀理对，喉因产此达，逢总鸦经绑以欧其妈有某汇票集文性笼能的的浴特防点六，丹尤奖其荷需盖要今标耗准酷化渔。嘴标虏准戏总坚线迁的俊形僵成抢，督主宵要惨有牌两口种翻方恭法搬，江一赞种倾是蛇由矮非缝商紫业摇的进或预政杰府命组缓织朋所惹产姥生嚷的光标般准分，怜目洞的亦在扑于泪使精某徒一兆种狮类沾型猎总服线煌开艰发亚和禽使丝用模规躲范晓化放，笋例搅如茎R赶S季2舌3科2普C低；块这竟种斧正界规弟的环合遗法章的舱技裁术胜标许准是，澡是久在缝对寇已下有锤方钱法筝、坊途罩径千及美技袭术隔开衡发赌进互行略仔厌细鸣研激究胁的粘基诉础递上驼起亿草参，辣并成经堤正钻式蜘批现准俯后纸产侄生单，想这途种安标里准积通胃常继包芝括偶着抵一芦些剥国绵际室标对准圣。厦另哨外顶一弃种舌方碎法胞，喊是办有滑某明一控家涉公话司爷先麦行冒开量发吩出困一畏种揭总鞭线书技耽术铺，迟由亮于芹成攀功融，耳得启到挽其庸它暂公庭司絮模阶仿加和歇广袍泛义使唉用恼，兵以遮至丰一富偏栋离读该鹿总课线泳就菜会阀产饱生窜不过兼肾容辩问采题砍，龙导项致煎产缩品格在垮市久场朗中邪受洪到遭限悄制杀，穷例念如滩现蛇场休总序线滥L菌o扔n泽T无a歼l份k多喝B闯u蹈s猜；牙这洞类滑事忍实赢上赵的摩总们线改技粒术因标麻准因，萝是烛基塌于副市那场专需纠求电产夕生模而灵形舍成始的述，撇无难需断正惨式筐批睬准球，铅这鸡种开标臂准耽通箩常然包来括穷大傲量糠流甚行窜的呢工帆业惰标模准除。肝汁搬3贫、字计命算繁机伐总德线贯C熊o罚m蒸p外u户t争e陕r涉品B昂u壤s傲垂浆中右国刑行月业抵标博准面J奴G洲J扣/删T话1迎6留-铅9逢2厨第袭2动6蜂章惧B确A巡S秒，复对帜中鲁央踏站斩硬蜜件伞、提组姑态卸、暮系览统荒软仗件仓的若规楼定晋（排2毛6阔.来4娃.扔2脑6膀.生5革）航非里常搞简昼单穿，捏仅夹是侍基务于择采械用孝计延算闪机悔作阔为雪监连控骆中歇心帆的渔一老般钱原述则惭，未如皱应庸设锹置弟C币P任U苦、龄C叹I拢U笑、患C之R德T阶、卡打霞印兴机井等厦规痰定鄙，沈对镰上榴位薄管困理落计俩算若机各则后仅帐限样于兰优振化色控青制锦与连管撞理爆某浇些母功营能传要活求执。膊但时是茫，葵近很年工来浙计盗算阻机饥技鸭术锹发闹展亩很碎快倒，贯系纲统碑软垦件四、亚应拣用项软懂件送、雄存语储缺系烈统乎、亭处煎理烦器尺技帜术聪、缺输畏入动输匠出字系桶统科和谎计魂算搭机族结觉构此，崖都厨是陶如练此搜，瞧其贼中卷，鱼计糕算托机惠总算线亏技较术味与联工舟业己自泪动婶化曲、册建举筑辨物蓝自边动锹化窗关忠系食密截切茂，染计较算基机睡总弱线筋是右计揪算蛇机谜系捆统害信发息月总程通话道致，坛性删能烟优鉴劣预，妖对趴B祖A汇S根上办位的管尼理虫计姥算棒机溪和器工等作义站樱的蹈影垮响扇是床至帮关茶重捐要另的史。垫因各为改采飘用须先予进营的杜计狭算油机堂总脾线宽，乱可望以勿提吓高麦工同作渔站阴的科带藏宽售，垦改笛变茅工码作汁站池的银兼交容秆性绿和遍开践放降性利，肾并雪能迷提鸟高点工践作康站俗的常可握靠亿性命，息这似对寄控药制隙系沟统颠无象疑进是勤最绳重抗要苹的凝性巡能型。拘例罗如友，婆使组用提P例C源I她总从线棋技蝶术甚的屠P都C句机耗，经每行年磁停借机菠时芒间睛可袄以勤小云于彩3鸭1脱5吓秒吧中敢，并可秀靠状性督高捐达傅9裂9叼.秆9吗9嘴%伐，迹因样此村，株B岩A增S趴用杆户篇已健经荷开唐始滥关拖心男工垒作柏站邻的到计马算蜜机趴总贝线赢，伍2柳0怨0撇0郊年锦9还月卵山趁西煮省碑太它原桂市并某雹国旧际血贸设易杏中均心呀大春厦其B叨A脖S汤招糊标铃文居件断中裹，念明萄确筋提趋出材中支央凉站屈应导该窜使装用卡计芦算泪机器3淘3孤M跟H裁z续三鄙总蒙线脸结铸构算P萌C恼I孩（舒外帅部目设饥备谢互干联条总甲线择）缺，深说骗明算用正户乎不撑仅匀关岸心乡各航种疗功亿能从模掘块阀设桃置膏，悄还搁要当求迫提磨供跪工盏控矩级怀别硬的跟总挂线员来瓦保告证谎工削作班站初性欧能销。疯随信着增基陆于谈P宗C动机纺控垂制碗的膨技弃术吹进忍展枝，史计叶算纽机曲总犹线睡对秧B按A霸S读的黄影化响盲会拍更怖加架重泉要碑。闯因膝为必B芹A相S究将天逐割渐帖最粱终束成路为汁由演一灭台浩P卡C辞机考控喊制拒几辫条峡现铅场色总绪线箭的封系墨统娘。张斩坛3鞠．尊1痰港计柜算渐机安总助线陪的恶发虫展疗历蒜史打俩广1震9维7颈0柔年茎，过D解E管C博公家司鼻首聪先蜡推按出粗了戚称箭为词U帆n忙i闭b欧u粗s苏的岩总锈线年，肾把技P即D液P器1垒1思小弃型竞计沉算熔机娱上兄所周有辣的匀部站件该、你设书备采都朱连百接侄在拼一什起订。适它束是浅一氏种复单川总址线冶结蒸构惩。桌臣卖1伸9挠8框1休年薪，减I听B见M瞧公罪司体在翅第畏1警台顿个因人只计撒算贸机趴I料B搬M撞P览C过/古X长T浆上汪推韵出屠了某X泼T埋总钞线快，闯也个是宜单铸总现线兆，格1脉9著8源4伪年袭，申采凉用朝1魂6今位宫C暮P深U馆的款I全B服M浑P珠C驰/埋A周T撞出卸台效，菠A难T裂总楼线喊在垒X刃T络总哭线理结更构诉上柏，热增妇加牲了鸦一团组底输溪入坏/产输颜出颠总愚线址，帜形茅成猛双忙总宇线锹结孙构健。言A辛T有总男线嚷就挡是挺著亚名僚的票工族业片标哭准滔总滤线歉I绩S挨A睬，掏全佣称慰是蝶I蜻n辽d量u亏s歪t基r烂i欣a融l构予A贵r包c姑h芬i盒t岔e样c显t回u锹r韵e藏工个业败标晶准询结做构顽，慈它活是掉通密过金将绘板星卡得出铜入友I晃B帅M躬P逢C支及租其近兼检容国机虾的吓标喜准抛扩缩展盒槽丧来咬添根加度计甜算牲机忧部铁件干的圆总岭线陶设清计晶规棵范野。雹1长9销8衫9暗年身康征柏捉、前惠归普泛等唱9拌家匪公追司煤在昌I俩S庄A奇基决础原上惯，渡推习出醉E鼠I及S党A迈，厕扩壁展巧工黑业铲标角准纠结迟构抗，亭这童是超一永种耍把招附纯加绘卡像（债例箭如筑视叹频敬卡骗、狭内桂置驴卡蝇M偿O印D辜E寿M事卡脊及冠支称持刃其舅它柄外刑围蓄设众备档的踏卡尽）菌联多接末到婚P旋C氏机谁主抓板漏的惹一傻种虑总央线菌标众准备。衡E省I赔S哑A元总栏线灶操烂作另频分率氧比贺I温S滨A辱高蹄很的多竭，妈能寇提眯供溜很字多滤的我数克据蜓吞颗吐龙率盛。但践定为翻了铃提则高歼P迷C戒机看性燥能存，花使赵某况些量扩洽展龙板棚可排以淡直场接抚与候微股处漏理聚器杠通咐信险，舱而乓不述必渴经旺过葱通性常内使笑用在的宁系即统殃总也线占，汪I棒n廊t抵e姓l云公勉司话提炎供韵了秩P挨C羡I尤总块线灶规奔范然。通这胆种功局诞部川总冲线晕允扭许绒在桐计纤算叨机站上着安雁装荐多房至伪1阴0捡个汗P苍C有I报兼隆容裤的剃扩金展脊卡较，如P松C许I察局巡部锁总前线常系撕统遮需漠要称在别某竞个畜P仰C旋I早兼墨容轻插徒槽刷中倦安济装越一锣块玩P轿C老I霉控记制俘卡惰，程每芽次登可员以径以辞3渗2榨位片或哥6惩4民位醋的记速拼度惩与锡C遇P离U锣进星行泄数降据州交城换拍。代P姨C拾I淹规洞范窑还久考顽虑呢了仗多砍路斤复洽用棍M窜u嫩l车t编i锅p赞l禾e薯x雷i升n碑g钞。槐因狮此沫，旬P表C驴I穷总慕线调已配成幕为可今毒天爱计失算仆机甲事责实墓上梁的闷局俊部备总罩线恭标清准修。痒由两于隆P光C阿I筋独劈立舍于外处铁理赵器沫，抵不辈仅储I沟n极t禽e氧l套系妙列患可抱用猪，丸D矿E捷C查的里A铃l亡p笔h偏a高、央M痒o踢t释o排r描o车l膏a景的购P剩o披w羽e参r剪P婆C干等痰系迅列砌也存可集以额用移，摩它霞的便向干前奉向数后醒兼帐容减性叛，坑能骄使贝现杨有符的黑多认种项计逆算证机挑都雕能其平亦滑柳过勇度很到瞧新雷标故准价，妙所证以覆尤心其放受峡工叹业供控拦制害机乱行妨业洒的钻欢妇迎阻，叙建错立玉了遭P初C巩I身工晚业元计肤算糕机生协掏会抖P皱C胞I气心I阔n绩d画u粘s桌t碰r蹄i康a浙l柔刚C士o移m伐p神u吴t脚e倡r的秒M孝a存n斗u英f遇a壤c虏t予u写r篮e扮r沾s鸡吨G越r液o诱u材p信（挎P泥C蚀I私M担G气）惩，命致茎力吗于紫在防工瑞控暮机垄行阿业顿推逃广催P薄C犯I劲总贫线员。缝1路9安9番5句年香，梢出中版舞了削C究o慨m施p猪a给c抛t博丛P宽C挤I昆规筹范用。袋你扔P闷C坝I揪总限线关在饿计复算早机顷中祸配梅置老了隐3舱组捕总灰线尼，海时愁钟苹3惨3胆M娇H喘z样，稿与显C毒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日、志无酸声鲁则恨讲递、涂有确空鹿就何讲扭、耳边敲讲片边哀听求、牢一击人扯独统讲欠、呀退振避和三细舍望等对信房息条发饲送家规惧则视，饿保冲证掀所疼有趴站病点座都柴能药以毅公估平赌方言式蛙通邀过科竞之争闸来深访忽问蛮大语家抚共嫁享柔的局以庆太沃网呜，里虽常然亭难太免炒有凑"飞后凡到串先萄服筐务圆"鱼的顾现栋象胃，鼻但毫是榴，炒由谁于亮C匆S庆M葬A艇/购C迅D梢有催一兆套巷完时整蹈的欠处弦理康冲馆突个的笛方径法华，洒大顺体锻上企实烘现墙了浅对哨网挣络览总翁线炮的否公良平芝访别问婚。泽它挪是净退旨避辜三字舍商的斯自气调很整禁功且能侦，欢保语证豪所辟有程信声息艰的浑发李送筛都逐是雷成调功典的忙，女例支如姨常汽用筛的它一拒种伶冲驴突甘退矿避假延果迟野算锦法盒，魔称省为发"童截傲断误的皂二嫂进怜制巧指赖数舱回累退崭（时E圾B摧E他）骂"裳，严它蒙使屋发钩送屯信鸣息蚂的伞站悦点疾，便每券冲蓝突阀一陈次尼，辉自肝动冷延促迟播一椒个吊以岭2顾的里幂健函辉数来计工算鸣的瑞退训避断时男间忌，晋用嫌这处种句不今断技扩狼大给回艰退柱时零间苹来盾适咱应耳网狂络凳流栗量容的胃变仿化西，夜这臣是相一送种斧很宏巧妇妙算的蒙方脱法摆。锋它套规酿定宪了块退失避特也作是纵有竿限糠度侦的且，拣即健最证大骄退葬避潜时临间闪以尼2各1然0资倍拐为而限舒，触忍睛让舞次甚数助也泳是番有汇限询的湖，偏以怠2厌1耽6卵次妙为坊限揪，葬否宽则红就并会左丢肆掉驳这薯个佛屡胳发梳屡述败侨以撕太拳冈兽帧慨，桥这蜓种坏情吓况塘是雕绝猴少界发逢生胸的库，挠除知非粒以督太血网已已彻经落瘫耕痪馆。以太网每帧发送之间有一个固定的间隙64字节、512位，称为时间片，用来识别由于冲突而失败的发送信息帧碎片（最小帧规定为64字节，包括48字节数据），在512位时间内，网络冈所有站点检测到载波（有信息发送）和合法的冲突、信息帧碎片，从而保证以太网能正常工作，不受非有效帧（碎片）的影响。一般谈到以太网，主要是指802.3的CSMA/CD协议，它是以太网的主经软件（其它还帧结构软件等）此外，以太网还包括以太网接口卡NIC、收发器、中继器硬件。总之，以太网是一种局域网，是共享总线型局域网（包括集线器Hub网络），是国际标准局域网之一，应用最广泛。4．4以太网与TCP／IP传输控制协议／网际协议（TCP／IP）是实践中产生的解决网络互连和异构计算机之间提供可行的透明通信服务的一组协议，它是世界上最大网络因特网的基础。以其公用性和有效性，成为公认的开放系统。TCP／IP是网络数据传输事实上的标准，或者简称其为因特网通信协议。BAS结构图中，标明以太网，是说网络采用共享总线拓扑，标明TCP／IP，是说数据传输采用因特网通信协议。TCP／IP独立于特定的计算机软硬件、独立于特定的网络系统，即使你不接入Internet，用它也是最好的组网方案，所以，我们在本文开始，对JGJ／T16－92BAS的网络结构就标明采用TCP／IP，更何况，BAS进入Internet也是势在必行的事情。TCP／IP协议有三个特点，首先它的开放性，可以把现行的各种局域网互联起来，其次，它统一了地址规则，这种IP地址与域名系统的唯一性，保证了因特网走向全球，最后，高层协议基本标准化，使各种用户可靠而且便利，这一特点，在工业自动化中，有很好的应用，可以把标准化的控制总线协议，包装在高层协议中，使TCP／IP成为工业控制通信协议。TCP／IP分成4个层次：应用层--常用的应用程序有SMTP（邮件传送）、NFS（网络文件）、NIS（网络信息）、SNMNP（网络管理）、FTP（文件传输）、DNS（域名系统）等，以及工业自动化通信协议，也可在本层打包，如Moddbus、HoneywellC-Bus等。传输层--提供端到端（即应用程序之间）的通信，主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传等，主要有（TCP传输控制协议）和UDP（用户数据报协议UserDataprogramProtocol，它在工业自动化应用中看好，它把数据先打包，后经IP发送，效率高于TCP）网络接口层--不同网或同网中计算机之间的通信，处理数据报和路由，主要是IP（网际互连协议）网络接口层--提供与物理网络的连接，它包括所有现行的网络访问标准，最重要的是以太网（802.3系列）。5、测控总线MeasureandControlBusBAS现场层和自动层的总线，可视为测控总线。JGJ／T16－92第26章BAS26.6.l节规定"从现场到计算机系统的信号传输，需综合考虑""（1）简化传输控制的硬件结构；（2）减少传输导线的根数；（3）弱化维修的技术难度"，还进一步指出了采用的方法"可选用一对一的传输方式、矩阵选码一公用线传输方式或多路复用技术的一路通道多方使用的传输方式（阵列式传输方式）""首先考虑时分制"等等。反映中国行业标准对测控信号传输的重视以及要求采用最新技术的愿望。在当时的历史条件下，已经把测控总线阐述得淋漓尽致。自从HGH／TI6颁布近十年来，测控信号传输领域发生了重大的变化，这就是现场总线技术所带来的深刻变革，对BAS的影响当然也是非常深远的。只有现场总线技术才能符合JGJ/T1-92第26.6.1节规定的三项要求：最简单的传输控制，最少的导线根数，最方便的维修技术；而且，最重要的是，现场总线带来了工业自动化开放系统的新局面，减少了自控系统寿命周期成本LifeCycleCost。因此，测控总线的讨论，可以归纳为现场总线的讨论。国际电工委员会IEC定义现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。安装在控制室内的BAS中央站与现场的分站，分站与现场的传感器，它们之间的信号传输均适用现场总线技术。换言之，自动化层和现场层，采用现场总线技术是历史发展的必然。当有人提?quot;现场总线是管理控制一体化方案的催化剂"时（美国Fisher公司Martin先生），我们深刻体会这一隽语的丰富内涵。5．1现场总线发展历史1983年，Honeywell公司推出的差分信号驱动器，成功地在4-20mA直流信号上叠加了数字信号，随即投入市场的智能化仪表Smart变送器，是现场总线产品的前驱，这些带有微处理器芯片的仪表，除了在原由模拟信号仪表的基础上增加了复杂的计算功能外，还在4-20mA直流信号上迭加了数字信号，使现场与控制室之间的连接，从模拟信号过渡到了数字信号。这种工作机制，成为美国fisher-Rosemount公司著名的现场总线HART通信协议的基础。1984年，美国仪表协会ISA／SO50工作组，开始制定现场总线标准。IEC也成立现场总线工作组IEC／TC65／SC65C／WG6，开始研究现场总线标准。1985年，国际电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责研究现场总线体系结构和制定标准。1986年，德国推出Profibus过程现场总线标准。1990年，美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品。1992年，Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合，成立ISP协会，着手在Profibus基础上制定标准。1993年，Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP协会，有120家公司参加，准备以法国标准FIP（FactorInsrtumentationProtocol）为基础制定标准。1994年，ISP和WorldFIP北美部份合并，成立FF现场总线基金会（FieldbusFoundation）。推动现场总线国际标准的开发。1996年，FF公布了低速总线H1标准。2000年1月4日，IEC宣布现场总线国际标准以86%赞成、12%反对通过，IEC-61158面世。5．2现场总线国际标准IEC-611588种现有的现场总线纳入国际标准，如果考虑到世界上已有30多种现场总线，这也还是在统一的路程上，前进了一大步。从上表可以看出，8种现场，有8种通信协议，互不兼容，距离统一标准的现场总线，还有很大距离，虽然这些现场总线在功能上可以互补。为了解决现场总线统一问题，借鉴IT行业的统一网络通信标准，就是第5种类型，即以太网现场总线。1998年，在美国休斯敦召开的ISA展览会期间，成正了工业自动化开放式网络联盟IAONA，建议把FF的H2高速现场总线，改成高速以太网HSE，有Honeywell参加的18个公司31位工程师正在Foxboro公司积极进行开发，希望HSE能成为众望所归的现场总线。HSE的特点是速度高（100Mbps），数据通过量大，与计算机联接容易，价格低。有两类用途，一类是完成由于计算量过大而不适合在现场仪表中进行的运算，另一类是作为多条低速H1总线或其他网络的网关设备。HSE是否适用干BAS，是有待研究的事情。在IEC61158国际标准中，有欧洲标准建筑物自动化系统MBS－TC247推荐的ProfibusFMS总线和WorldFIP总线，但是没有欧洲推荐的LonWorks总线和欧洲设备总线EIB。5．3现场总线的三层结构从IEC61158标准中的8类总线，可以看出现场总线并不需要保持与ISO／OS17层结构一致，只需物理层、数据链路层、应用层等三层就可以了。因为面向控制的信息比较简单，但需要快速而可靠地到达目的地，七层模式使数据转换变慢，会滞后实时控制的时间要求，七层有关的网络接口成本也较高，同时，现场设备也不需要OSI地址。IEC61158还规定，所有2至8类现场总线，均需对类型1的FF总线提供接口，但2至8类总线之间，不要求提供接口。5．4以太网作为现场总线的主要问题及其解决方法由于以太网802.3采用随机式的CSMA/CD信息发送方式，对事实控制来说，就带来一?quot;不确定性"问题，不能事先预言测控信息传送的时间，存在着"后到先服务"现象。而令牌式"排队发言"信息传送是可以预言的。要克服这个缺点，就要提高以太网的传输能力。由于10／100BASE－T全双工交换式以太网技术发展，基本上解决了CSMA／CD随即发送带来的"不确定性"问题。1990年，智能交换机的出现，基本上淘汰了信息发送时的冲突，而且，智能交换机的成本不断下降，为工业控制实际应用提供了可能。智能交换机（网络开关EtherSwitch），能同时提供多条数据传输途径，功能和电话交换机相似，使整体吞吐量显著提高，同时智能交换机还使用一种名为"切入法"（CutThrough）的新桥接技术（常规桥接是使用存储转发技术），是延迟时间又降低了一个数量级。1993全双工技术是以太网可以同时发送和接收数据，理论上又可以使传输速度翻上一番，再加上快速以太网的出现，以太网在处理事实控制方面，已经可以做到测控信息的传输不再是"不确定"的，而是有着"良好概率GoodProbability"的表现，能够适应事实控制的需要。以太网传送测控信息的另一个问题是线路"利用率"，线路效率。利用率是指线路用来成功地传输帧的时间部分。每个以太网数据包中那些不代表实际数据部分（同步、地址、字段长度、错误检验）较大，共26个字节，这种"开销"使线路利用率下降。在测控领域，实际数据很短，例如，DI20个字节、DO16个字凇IAO200个字节、通信接口500字节、PID运算500字节、计数器4个字节等，这样，当使用以太网信息包包装时，大量信号还需要加上填充符才能满足最小48个字节数据段的长度要求，如DI、DO、计数器，因此，效率较低。但是，实际上，由于争先式发送，会改变效率，计算指出，如果连续发送两个64字节的以太网信息包，效率可以提高到54％。尽管如此，在工业自动化领域，仍然重视如何减少"开销"，提高通信效率，例如，在通信协议中，想已用户数据报协议UDP来取代最常用的传输控制协议TCP，因为UDP信息包的包装比TCP简单，只有4个字节，而TCP，则是26个字节。IEC61158国际标准现场总线HSE高速以太网就考虑采用UDP／IP来代替TCP／IP。不过，以太网的高速度，已经把这些问题全部覆盖了，就算是以最低速3Mbps有效速率运行，一个100个字节的实时控制信息，在以太网的传输时间，只有0.336毫秒（[100＋26]×8/3M），对BAS，已是很理想的数据了。5．5TCP／IP作为现场总线的通信协议的讨论TCP／IP协议是一组协议，采用四层结构，与现场总路线三层结构很相似，因此，适用于现场总线。采用TCP／IP的以太网现场总线，由于数据链路层的CSMA／CD，使得数据传输时间是建立?quot;概率"基础上，但由于以太网线路的改进，情况大为改善。TCP／IP是非常流行的技术，移植到现场总线是顺理成章的事，问题之一是TCP／IP是为因特网设计的，TCP是要处理面对成千上万的网站，它要处理好这么多路由的连接，只能采取在TCP层，设置发送机和接收机，提供端到端的可靠的进程间的通信，使数据报在传输过程中始终保持连接状态，只有双向通信。TCP才去发送数据报（双向通信不是指两机器独占式通过网络对话，而是说两台机器间有一交互信息流），TCP发出信号后，必须等待对方应答信号，否则会重发，这种定向连接协议，使两个端机经常以适当的速度相互通话，TCP传输控制在两个机