現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是20世紀(jì)80年代末、90年代初國(guó)際上發(fā)展形成的，用于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)過(guò)程自動(dòng)化、 制造自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。它作為工廠(chǎng)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。它不僅是一個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開(kāi)放式、新型全分布控制系統(tǒng)。這項(xiàng)以智能傳感、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，已經(jīng)受到 世界范圍的關(guān)注，成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，并將導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革。國(guó)際上許多實(shí)力、有影響的公司都先后在不同程度上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的工作環(huán)境處于過(guò)程設(shè)備的底層，作為工廠(chǎng)設(shè)備級(jí)基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)，要求具有協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性好、成本低的特點(diǎn)：具有 一定的時(shí)間確定性和較高的實(shí)時(shí)性要求，還具有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定，多數(shù)為短幀傳送、信息交換頻繁等特點(diǎn)。由于上述特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到通訊技術(shù)，都具有不同上層高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的特色。

       一般把現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)稱(chēng)為第五代控制系統(tǒng)，也稱(chēng)作FCS——現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)。人們一般把50年代前的 氣動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)PCS稱(chēng)作第一代，把4～20mA等電動(dòng)模擬信號(hào)控制系統(tǒng)稱(chēng)為第二代，把數(shù)字計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱(chēng)為第三代，而把70年代中期以來(lái)的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱(chēng)作第四代。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了DCS系統(tǒng)采用通信專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)?？梢哉f(shuō)，開(kāi)放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)最顯著的特征。

      現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)體現(xiàn)為兩個(gè)方面：一個(gè)是低速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)領(lǐng)域的繼續(xù)發(fā)展和完善；另一個(gè)是高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展。

      目前現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品主要是低速總線(xiàn)產(chǎn)品，應(yīng)用于運(yùn)行速率較低的領(lǐng)域，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求不是很高。從應(yīng)用狀況看，無(wú)論是FF和Profibus，還是其他一 些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，都能較好地實(shí)現(xiàn)速率要求較慢的過(guò)程控制。因此，在速率要求較低的控制領(lǐng)域，誰(shuí)都很難統(tǒng)一整個(gè)世界市場(chǎng)。而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一是互操作性，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的統(tǒng)一是所有用戶(hù)的愿望。今后現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)如何發(fā)展、如何統(tǒng)一，是所有生產(chǎn)廠(chǎng)商和用戶(hù)十分關(guān)心的問(wèn)題。

       高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)主 要應(yīng)用于控制網(wǎng)內(nèi)的互連，連接控制計(jì)算機(jī)、PLC等智能程度較高、處理速度快的設(shè)備，以及實(shí)現(xiàn)低速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)橋間的連接，它是充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全分散控制結(jié)構(gòu)所必須的。目前這一領(lǐng)域還比較薄弱。因此，高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)將是競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的領(lǐng)域，這也將是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的重要機(jī)會(huì)。而選擇什么樣的 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的整體框架將是其首要內(nèi)容。

       發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng) 域廣為注的焦點(diǎn)課題，國(guó)際上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的研究、開(kāi)發(fā)，使測(cè)控系統(tǒng)沖破了長(zhǎng)期封閉系統(tǒng)的禁錮，走上開(kāi)放發(fā)展的征程，這對(duì)中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的發(fā)展是個(gè)極好的機(jī)會(huì)，也是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的大趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)受計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響是十分深刻的。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，發(fā)展十分迅猛， 一些具有重大影響的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)必將進(jìn)一步融合到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)之中，這些具有發(fā)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)有；智能儀表與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)的軟硬件技術(shù)；組態(tài)抗術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)段互連等；網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)操作與傳輸；人機(jī)接口、軟件技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)集成技術(shù)。

       由于目前自動(dòng)化技術(shù)從單機(jī)控制發(fā)展到工廠(chǎng)自動(dòng)化FA，發(fā)展到系統(tǒng)自動(dòng)化。工廠(chǎng)自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)可分為以下三層結(jié)構(gòu)：工廠(chǎng)管理級(jí)、車(chē)間監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是工廠(chǎng)底層設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)。這里先介紹一下以太網(wǎng)，本文特指工業(yè)以太網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)是作為辦公室自動(dòng)化領(lǐng)域衍生的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，按習(xí)慣 主要指IEEE802.3協(xié)議，如果進(jìn)一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網(wǎng)+TCP/IP”來(lái)表示，其技術(shù)特點(diǎn)主要適合信息管理、信息處理系統(tǒng)， 并在IT業(yè)得到了巨大的成功。在工廠(chǎng)管理級(jí)、車(chē)間監(jiān)控級(jí)信息集成領(lǐng)域中，工業(yè)以太網(wǎng)已有不少成功的案例，在設(shè)備層對(duì)實(shí)時(shí)性沒(méi)有嚴(yán)格要求場(chǎng)合也有許多應(yīng)用。由于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)目前種類(lèi)繁多，標(biāo)準(zhǔn)不一，很多人都希望以太網(wǎng)技術(shù)能介入設(shè)備低層，廣泛取代現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，施耐德公司就是該想法的積極倡導(dǎo)者和實(shí)踐者，目 前已有一批工業(yè)級(jí)產(chǎn)品問(wèn)世和實(shí)際應(yīng)用。可是就目前而言，以太網(wǎng)還不能夠真正解決實(shí)時(shí)性和確定性問(wèn)題，大部分現(xiàn)場(chǎng)層仍然會(huì)首選現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。由于技術(shù)的局限和各個(gè)廠(chǎng)家的利益之爭(zhēng)，這樣一個(gè)多種工業(yè)總線(xiàn)技術(shù)并存，以太網(wǎng)技術(shù)不斷滲透的現(xiàn)狀還會(huì)維持一段時(shí)間。用戶(hù)可以根據(jù)技術(shù)要求和實(shí)際情況來(lái)選擇所需的解決方案。

       現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的興起，開(kāi)辟了工廠(chǎng)底層網(wǎng)絡(luò)的新天地。它將促進(jìn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，為企業(yè)帶來(lái)新的效益，因而會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，并推動(dòng)自動(dòng)化相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。