现场总线的特点和优点：分布式计算机控制系统

一个控制系统采用现场总线和智能仪表后，可以从现场得到更多的诊断、维护和管理信息。这就要求： 一方面，要大大提高线缆传输信息的能力，减少多余信息的传递；另一方面，要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。

如果仅把现场总线理解为省了几根电缆，则没有理解其实质。信息处理的现场化才是智能化仪表和现场总线所追求的目标，也是现场总线不同于其他计算机通信技术的标志。

现场总线要达到以下几条要求：

（1）实时性。具有较高的数据传输率，合理分配总线资源，每个结点均能够及时收发信息。

（2）互操作性。实现互连设备之间、系统之间的信息传输与沟通，可实行点对点、点对多点的数字通信，要求不同制造商生产的装置能相互理解所传输的信息。

（3）互换性。要求不同制造商生产的性能类似的设备可进行互换而实现互用。

（4）开放性。开放系统是指通信协议公开，不同厂家生产的设备之间可进行互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其他设备（或系统）相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。

（5）现场设备的智能化与功能自治性。将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。

（6）经济性。要求结点价格低、传输介质较廉价，减少电缆，解决现场装置的供电问题。

（7）安全性。要求现场总线解决防爆问题，满足本质安全防爆要求。(www.xing528.com)

（8）可靠性。要求现场总线解决环境适应性问题，具有较强的抗干扰能力。

现场总线的以上特点，使控制系统的设计、安装投运、正常生产运行和检修维护都得到优化。

现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好地满足工厂自动化及ERP 系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络，它不单纯取代4 ～20 mA 信号，还可实现设备状态、故障及参数信息的传输。系统除了能完成远程控制外，还能完成远程参数化工作。

控制功能分散在现场仪表中，通过现场仪表就可以构成控制回路，从而能实现彻底的分散控制，提高系统的可靠性、自治性和灵活性。

现场总线系统的接线十分简单，采用总线连接方式替代一对一的I/O 连线，一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多台设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少，从而能减少由接线点造成的不可靠因素。当需要增加现场控制设备时，无须增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，从而既节省投资，又减少设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料，可节约安装费用60％以上。

不同厂家的产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式，允许其他厂商将自己专长的控制技术（如控制算法、工艺流程及配方等）集成到通用系统中。用户可以自由选择不同厂商提供的设备来集成系统，避免因选择了某品牌的产品而被“框死”了设备的选择范围，不会因为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。

随着现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，因此减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于其设备已标准化和功能模块化，因此还具有设计简单、易于重构等优点。

系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警及记录功能，并通过数字通信将相关诊断维护信息送往控制室，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，用户可以查询所有设备的运行，并诊断维护信息，以便早期分析故障原因、快速排除。这缩短了维护停工时间。

由现场总线代替模拟信号，是控制系统在现场级实现数字化的大势所趋，也是自动控制系统诞生以来不断从模拟技术走向数字技术的最后一步，目前最大的问题是现场总线的实时性在很多控制应用中还无法满足要求。在模拟信号传输时代，每个现场信号通过一对线与控制系统的I/O 连接，其状态变化几乎与现场设备同步。而在使用了现场总线后，由于一条总线上要连接若干现场设备（如果仍是一对一，就失去了总线的意义），因此每台现场设备需要分时与控制系统进行通信，这就大大降低了信号传输的实时性。另外，为了得到现场设备的运行状态和诊断信息，现场总线还必须分出时间对这些信息进行传输，这无疑会使通信速度受到影响。虽然可以通过现场设备之间的直接通信来提高信号传输的实时性，但这毕竟是局限于一个小范围的控制回路，在需要较大范围的协调控制时，仍然需要集中到主控制器进行控制运算，在这种情况下就必须有足够的手段来保证通信的实时性。此外，现场总线的可靠性、抗干扰和恶劣环境的能力、总线施工和维护的方便性等方面还需要不断改进和提升。