一、現場總線的引入與名詞解釋

　　隨著信息技術、網絡技術發展和應用領域市場需求的變化，工業設備實現網絡化管理與控制已經成為一種必然趨勢。改善工業控制系統同樣也需要在不同生產設備之間實現高效、可靠、標準化的互聯。近二十多年來，國際上先后公布了Profibus、LonWorks、FF、CanBus、Hart、CC-link、DeviceNet、Modbus等多種現場總線。研制、推出現場總線的初衷在于不同廠家的設備進行互連，而事實上，這些不同各類的現場總線目前是不能完全互連的。

　　作為一種自動化領域新的概念的引入，現場總線究竟是什么呢？所謂現場總線，是指將現場設備(如數字傳感器、變送器、儀表與執行機構等)與工業過程控制單元、現場操作站等互連而成的計算機網絡，具有全數字化、分散、雙向傳輸和多分支的特點，是工業控制網絡向現場級發展的產物。現場總線控制系統FCS是集當今計算機技術、網絡技術和控制技術為一體的當代最先進的計算機控制技術，它適用于工業過程控制、制造業及樓宇自動化等領域，將成為現代計算機控制系統的主流。具有可靠性高、穩定性好、抗干擾能力強、通信速率快、系統安全、造價低廉、維護成本低等特點。現場總線技術使現場級設備的信息作為整個企業信息網的基礎，提高了控制系統的信息處理能力和運行可靠性，節省了系統的硬件和布線費用，方便了用戶對系統的組態、管理和維護。

　　現場總線(Fieldbus)技術是工業自動化最深刻變革之一。PLC和工控機采用現場總線后可方便地作為工作站和監控站連接在DCS系統中。現場總線可以更容易地從現場獲取設備信息，工廠操作員和管理人員能夠對其過程進行更嚴格的控制，從而改進性能、增加過程的可用性和一致性。　

二、現場總線有哪些技術特征

　　現場總線完整地實現了控制技術、計算機技術與通信技術的集成，具有以下幾項技術特征。

(1)現場設備已成為以微處理器為核心的數字化設備，彼此通過傳輸媒體(雙絞線、同軸電纜或光纖)以總線拓撲相連。

(2)網絡數據通信采用基帶傳輸(即數字數據傳輸)，數據傳輸速率高(為IMb/s或lOMb/s級)，實時性好，抗干擾能力強。

(3)廢棄了集散控制系統（DCS）中的vo控制站，將這一級功能分配給通信網絡完成。

(4)分散的功能模塊，便于系統維護、管理與擴展，提高可靠性。

(5)開放式互連結構，既可與同層網絡相連，又可通過網絡互連設備與控制級網絡或管理信息級網絡相連。

(6)互操作性，在遵守同一通信協議的前提下，可將不同廠家的現場設備產品統一組態，構成所需要的網絡。

三、現場總線通信協議有哪些特點

(1)現場總線通信協議基本遵照ISO/OSI參考模型，主要實現第1、2、7層功能。

(2)物理層采用EIA-RS232、EIA-RS42萬RS485等協議。由于在某些情況下，現場傳感器、變送器要從現場總線"竊取"電能作為它們的工作電源，因此對總線上數字信號的強度(驅動能力)、傳輸速率、信噪比以及電纜尺寸、線路長度等都提出一定要求。

(3)數據鏈路層考慮到現場設備故障較多，更換頻繁，所以數據鏈路層媒體訪問控制多采用受控訪問(包括輪詢和令牌)協議，通常，各CPU、PLC作為主站，傳感器、變送器等作為從站。另外，須支持點一點、點→多點和廣播通信方式。

(4)應用層解決應用什么樣的高級語言(或過程控制語言)來作為面向用戶的編程(或組態)語言，其中包括設備名稱、網絡變量與配置(捆綁)關系，參數與功能調用及相關說明等，一般應具有符合IECl131-3標準的圖形用戶界面。

四、現場總線與局域網有哪些區別

(1)按功能比較，現場總線連接自動化最底層的現場控制器和現場智能儀表設備，網線上傳輸的是小批量數據信息，如檢測信息、狀態信息、控制信息等，傳輸速率低，但實時性高。簡而言之，現場總線是一種實時控制網絡。局域網用于連接局部區域的各臺計算機，網線上傳輸的是大批量的數字信息，如文本、聲音、圖像等，傳輸速率高，但不要求實時性。從這個意義而言，局域網是一種高速信息網絡。

(2)按實現方式比較現場總線可采用各種通信介質，如雙絞線、電力線、光纖、無線、紅外線等，實現成本低。局域網需要專用電纜，如同軸電纜、光纖等，實現成本高。