摘要：討論工業控制系統設備連接轉換網橋的基本概念和工業控制系統對網橋的基本要求。在此基礎上，提出轉換網橋和網絡轉換的概念，并給出工業控制系統和現場總線技術對網橋和網絡轉換的基本要求。通過討論，提出用MC68HC05C8設計的三種總線系統連接類型，并針對這三種連接類型，提出網橋模塊和網絡轉換的基本結構。

    關鍵詞：現場總線 通信 工業控制 網橋

近年來隨著現場總線技術的進步與發展，出現了工業控制系統連接網橋的概念以及相應的產品。應當說，網橋概念和產品的出現標志著解決“開放式”系統問題的開始，同時也是徹底實現信息化現場總線技術的開始。

目前，工業控制現場總線中的網橋設備所起的作用，是實現不同信號傳輸模式設備之間的連接，特別是物理層的連接；但網橋決不僅僅是一個物理接口轉換器，還必須具有通信協議轉換的功能。根據現場總線技術內容以及工業控制系統通信結構[1]，本文提出工業控制系統網橋必須實現的基本功能，這些功能實際上也就是工業控制系統對總線網橋的基本要求。

    物理接口的轉換主要是實現信號模式轉換，同時也是通信協議轉換的基礎。在物理接口轉換的基礎上，通信協議轉換提供了不同總線之間的數據連接和通信模式等的轉換。這三個轉換功能中操作信息轉換功能的實現是最復雜的，一般需要專用的轉換控制平臺才能實現。

本文根據對網橋基本技術要求的討論，設計三種網橋實現的方案。這三種網橋方案實際上也是控制系統信息網絡轉換的基本設備[2]。

1 轉換網橋的基本概念

對使用不同現場總線技術的一個控制系統，可將其相互之間的連接分為如下3種類型：

（1）松散型。這種類型的連接是指需要連接的各現場總線系統相互獨立，并且相互之間不需要控制信息嚴格實時處理，僅需要傳遞一些系統信息。這種類型的連接比較容易實現，只要把兩個系統分別與信息系統連接，再設置相應的管理平臺即可。

    (2)緊密型。如果在同一控制系統中，使用了分屬兩種不同總線技術的設備，這時就叫作緊密型連接。緊密型連接的特點是設備相互獨立，而系統必須實現統一總線結構。毫無疑問，緊密型連接中就必須使用專用網橋。

（3）相關型。把原有的兩個或多個各自獨立的控制系統連接在一起，從而形成新的、完整的控制系統，這種連接類型就叫作相關型連接。相關型連接的特點是設備總線形成分組形式，這時將需要專用的網橋。由此可知，相關型是一種與緊密型十分相似的連接類型。

從上述3種連接類型中可以看出，除松散型之外，均須使用專用的網橋實現總線連接。此外，對于沒有使用現場總線技術的設備，當與現場總線系統連接或自行連接成總線系統時，也需要專用的網橋設備。

根據前面討論的現場總線技術內容以及工業控制系統通信結構，可以提出工業控制系統網橋必須實現的基本功能。這些功能的提出，就是工業控制系統對總線網橋的基本要求：

（1）具有物理接口轉換功能；