现场总线在控制领域崭露头角不过是最近几年，然而其来势汹涌，且呈愈演愈烈之势。现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。用现场总线将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至如今的FCS，已被称为第五代过程控制系统。而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer、Control、Communication）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。
安装在过程区域的现场装置与控制室内的控制装置间的数字、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。现场总线是一种通信标准，它应具有开放性和可互操作性，使各企业提供的各种产品如智能变送器、智能执行器和控制器等，可由用户自由选择，通过现场总线相互连接即可构成所需的自动化系统。传统的DCS与FCS的区别如图1-4-5和图1-4-6所示。
图1-4-5 传统DCS接线方式
图1-4-6 FCS接线方式
在传统的DCS中，每个现场仪表到控制室的通信都需要一对专用的双绞线，以传递4～20mA模拟信号。在FCS中，每个现场仪表到接线盒仍各用一对双绞线，低速传送数字信号，但从现场接线盒到控制室则仅用一对双绞线完成数字通信。传统的现场仪表和控制室仪表装置不能与FCS兼容，必须使用符合现场总线要求的智能现场仪表和控制室仪表装置，并要允许不同生产企业提供的仪表装置间能实现相互通信，以使用户有可能从不同企业的产品中，选择他们认为最好、最合适的仪表，通过现场总线构成所需的控制系统。这种对FCS具有全开放性和可互操作性的要求，只有制定出各企业共同遵守的现场总线标准才能实现。
现场总线标准即其网络协议是按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI）参考模型建立的。OSI参考模型共分七层，即物理层、链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层。该标准规定了每一层的功能以及对上一层所提供的服务。现场总线采用了OSI的第一层物理层、第二层数据链路层、第七层应用层，考虑到现场装置控制功能和具体应用增加了新的一层：用户层。(www.xing528.com)
为了对总线通信有一个轮廓的概念，在此简要说明它们通信的过程。一台仪表装置按组态时设定的程序运行，当需要通过总线进行信息交换时，命令或数据按应用层规定产生，再按数据链路层的规定进行“包装”，经过包装后的信息在物理层内进行再次加工后转换为符合标准的电信号，在传输媒体上被另一仪表装置接收。接收信息的仪表装置对信息进行相反的“拆包”，去掉物理层所加信息，得到命令或数据。信息在不同层之间的处理方法是按照规定的“协议”进行的，所以能相互转换。
典型的基于现场总线控制仪表使用功能块实现完整控制回路如图1-4-7所示，它说明了在一个完整控制回路中信号的传送过程。
图1-4-7 使用FCS仪表功能块构成控制回路示意图
图1-4-8进一步地说明了现场总线控制系统的工作原理。被控变量由变送器（仪表1）的传感器测出，经用户层、通信栈和物理层送到现场总线（物理传输媒体），变送器输出的现场总线信号经现场总线传送到执行器（仪表2）。在执行器中，经物理层、通信栈到用户层，由用户层输出的信号称为操纵变量，它控制着控制机构（调节阀）的开度。从图中看到，功能模块装在用户层。
图1-4-8 使用FCS控制仪表的模块及层次示意图
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