HART总线、Foundation Fieldbus总线（以下简称FF总线）、Profibus 总线是流程行业的3大总线通信协议，相关仪表以其数字化、网络化、智能化的特点被广泛应用。但当今国内绝大多数现场仪表仍然使用传统的4-20 mA模拟信号。究其原因，主要是成本高、技术复杂。历经20余年的研发与实践，沈阳中科博微科技股份有限公司探索出一条通往智能化设备的道路，成功推出了一系列现场总线仪表开发方案，让仪表企业经济、高效地实现现场仪表的网络化转型升级。

本文将带您走入通往仪表智能化的道路。

1. 服务仪表行业，攻关现场总线技术壁垒

中科博微是世界500强企业广州工控旗下重要科技型企业，国家级高新技术企业，国家网络化控制系统工程研究中心依托单位，参与了863计划、国家重大科技专项、国家重点研发计划等国家科技计划项目等研发工作，相关成果曾获得国家科技进步二等奖、辽宁省科技进步一等奖、中国标准创新贡献奖等奖励。中科博微现场总线产品通过了国际认证测试。中科博微参与制订了国内基于以太网的工业通信标准(EPA)和工业无线通信标准（WIA）。中科博微被现场总线国际组织FCG认定为国内认证服务提供商（Development Service Provider，简称DSP）。中科博微经历20余年的现场总线研发之路，取得骄人成绩：

（1）2002年，荣获国家科学技术进步二等奖；

（2）2005年，参与了国内基于以太网的工业自动化协议标准（EPA）的制订；

（3）2007年，参与了国内工业无线国际通信标准（WIA-PA）的制订；

（4）2008年，中科博微现场总线产品首次进入美国市场；

（5）2009年，流程工业现场总线核心芯片、互操作技术获国家科技进步二等奖；

（6）2013年，被现场总线国际组织FCG认定为国内的认证服务提供商（Development Service Provider，简称DSP）；

（7）2013年，NCS-TT105H温度变送器通过德国TÜV SÜD 认证的SIL2/3 等级功能安全认证仪表；

（8）2015年，现场总线核心通信模块通过FF、PROFIBUS国际组织协议测试，已为国内众多仪表厂商和国际知名仪表厂商批量供货；

（9）2019年，现场总线温度变送器通过国际组织认证；

（10）2021年，现场总线压力变送器通过国际组织认证；

（11）2022年，率先在国内开展现场总线产品国产化工作，解决国外同类产品“卡脖子”难题；

（12）2023年，FF协议栈通过FCG CTK4.0一致性测试；

（13）2025年，温度变送器通过TUV功能安全认证；

中科博微拥有一系列自主知识产权的研究成果，拥有专利、计算机软件著作权等攻击150余项。中科博微成功研发多款现场总线芯片，符合IEC61508国际标准，是可以实现国产化替代、自主可控的核心通信芯片；现场总线核心通信模块，通过FF、PROFIBUS国际组织协议测试的产品，已为国内外众多仪表企业批量供货；温压、压力现场总线智能仪表均已通过国际认证；形成了一套从芯片级->模块级->设备级->认证服务的现场总线产品开发解决方案。

目前，中科博微主推的现场总线产品包括FF/HART/PROFIBUS现场总线通信芯片、HART/FF/PROFIBUS现场总线核心模块、现场总线智能仪表等。此外，还为仪表企业OEM定制开发服务，完全适应客户的需求，帮助客户快速完成智能现场总线产品的开发。

2.成熟、高效的现场总线解决方案是仪表转型升级的捷径

2.1 选择合适的现场总线产品

传统现场总线产品开发模式：

· 难度大，需要储备专业的技术人员去研究各种总线标准、开发方法、测试方法等众多内容；

· 投入大，人员投入、设备投入会占用大量的经费；

· 周期长，项目的执行周期会比较长，尤其是对于初次开发总线产品团队；

· 调试困难，需要调试人员具备丰富的经验和技能才能完成调试。

高效的OEM现场总线产品开发模式：

· 成熟可靠，拥有20余年的总线技术积累，技术成熟可靠，现场应用经验丰富；

· 快速响应市场，产品开发周期短，迅速响应市场的需求，抢占先机；

· 测试费用少，提供专业的测试环境和测试服务人员减少测试开销。

2.2 现场总线芯片级解决方案

博微研发的现场总线芯片是国内一款国外同类“卡脖子”芯片的替代产品，已实现批量为国内外大型知名仪表企业供货。

现场总线芯片是总线通信的核心器件，包括FBC0409、HT1200M、APC3，符合FF/HART/PROFIBUS 总线通信标准，具备总线通信必要的功能。其中FBC0409实现FF总线物理层和部分数据链路层功能，HT1200M实现HART信号的调制解调功能，APC3 内嵌PROFIBUS DP协议实现DPV0功能。现场总线芯片适用于各类现场总线设备设计和开发。

下面以FBC0409、HT1200M与HT5700为例，FBC0409用于FF、PA产品的开发，HT1200M与HT5700用于HART产品的开发，三款芯片均能实现物理层和部分数据链路层功能，典型应用电路如下图。

图1：FBC0409典型应用电路图

图2：HT1200M典型应用电路图

图3：HT5700典型应用电路图

2.3 现场总线通信模块级解决方案

博微研发的现场总线核心通信模块是国内一款支持协议类型最全面、应用最便捷的产品，已经实现批量为国内外大型知名仪表企业供货。

现场总线核心通信模块是快速开发现场总线设备必要的模块，具备HART/FF/PROFIBUS总线通信、Modbus通信功能，支持标准HART 7.0指令集、FF H1协议规定的标准功能块算法、PA3.02行规及DPV0协议规范。可以提供从标准Modbus数据到HART/FF/PROFIBUS等协议数据的转换，帮助用户快速完成现场总线智能仪表的开发，适用于各类仪表厂商。

下面以Modbus转FF核心通信模块MC0313为例，MC0313模块可以嵌入到用户的设备中，通过Modbus接口获得客户仪表的数据，在通过模块内部转换功能实现FF信号的输出。典型应用方案如下图。

2.4 现场总线智能仪表级解决方案

博微开发的现场总线仪表是基于国产芯片、完全自主知识产权通信协议栈的产品，打破了国外仪表的垄断地位，其FF总线通信协议栈并通过了国际认证，其中智能温度变送器通过德国TÜV功能安全认证产品。

现场总线仪表采用HART/FF/PROFIBUS现场总线技术，是新一代现场总线智能变送器，是过程控制中不可缺少的现场设备。具备HART/FF/PROFIBUS总线通信、传感器采集、故障报警、内嵌先进控制算法等功能，可用于工业现场温度、压力、电流等信号的采集和控制，适用于各种工业控制环境。

目前，博微现场总线仪表已在石油、化工、电力、冶金等领域广泛应用，市场潜力巨大。

2.5 现场总线产品OEM开发解决方案

博微基于现场总线核心通信模块技术，形成了一套高效的现场总线产品OEM开发解决方案，可以提供软硬件更深层次的定制开发服务，开发的仪表涉及温度、压力、液位、流量、执行机构、分析仪等多种类型，开发的总线通信协议包括HART、FF、PA、DP等多种类型，国内外一批仪表企业都在自己的仪表中采用了博微的OEM开发案解决方案。

如下图所示是现场总线产品OEM开发解决方案框图

3.  总结

经过技术团队20余年耕耘，现场总线通信领域相继突破了HART、FF、Profibus等总线通信关键技术，相关产品性能指标对标国外同类产品，技术性能跻身国际先进行列，并成功获得了CE、SIL、ATEX、IECEx等国际认证。

工业自动化仪表正在向数字化、网络化、智能化方向发展，智能仪表将成为仪表产业的主力军，并且显示出巨大的发展前景。我国仪表行业中小企业居多，现场总线通信技术能力弱，国产仪表的数字化转型升级进度受阻，导致国内高端智能仪表还主要被国外自动化仪表厂商所垄断，长期制约国产智能仪表的发展。现场总线产品开发解决方案的推出将给传统的仪表厂商带来福音，促进传统仪表到智能仪表的转型升级，提高仪表厂商市场竞争力和响应能力，带动仪器仪表产业技术进步，形成国产化仪表生态圈。