浅谈现场总线

内容摘要：本文介绍了现场总线的概念，以及其产生背景和最新发展现状，对现场总线的本质和优点做了总结，比较了几种主流的现场总线，并对工业以太网与现场总线的关系做了简单的介绍。文章面向的对象为对控制领域和现场总线感兴趣的初级读者，是相关内容的入门资料。

　　 现场总线是过程控制理论中的热门话题，也是相关领域的技术热点，受到了世界范围内的广泛关注。在讨论现场总线之前我们不妨先回忆一下过程控制领域的发展过程以及现场总线的产生背景。这或许会对我们理解现场总线的本质和发展有所帮助。

　　 控制系统的发展以及现场总线的产生

　　 随着科学技术的快速发展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多年前出现的基于5－13psi的气动信号标准（PCS，Pneumatic Control System气动控制系统），标志着控制理论初步形成，但此时尚未有控制室的概念；20世纪50年代，随着基于0－10mA或4－20mA的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用，标志了电气自动控制时代的到来，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础，设立控制室、控制功能分离的模式也一直沿用至今；20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生了“集中控制”的中央控制计算机系统，而信号传输系统大部分是依然沿用4－20mA的模拟信号，不久人们也发现了伴随着“集中控制”，该系统存在着易失控、可靠性低的缺点，并很快将其发展为分布式控制系统（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）；微处理器的普遍应用和计算机可靠性的提高，使分布式控制系统得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其最主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。由此，导致了现场总线的产生。

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