从传统控制系统到现场总线控制系统，控制系统发生了很大变化。第一，从每个仪表专用几条信号线变为所有仪表共享一条通信线。第二，从位于计算机和仪表之间的控制器来看，传统的控制系统控制器负担繁重，结构复杂，需要模数信号转换、输入输出、通信协议执行、对现场信号进行变换和补偿、控制算法运算等功能。而在现场总线控制系统中，这些功能都被集成进了仪表中，因此现场总线控制系统控制器需要完成的功能得到了简化。第三，智能仪表的使用导致了信息处理的现场化，从而使整个控制系统的结构从集中处理变成分散计算，控制精度和反应速度大大提高，控制领域和控制地域大大扩展，而控制系统的组成和重构则更加灵活快捷。现场总线把通信线一直延伸到生产现场或生产设备，用于自动化的现场设备或仪表互连的现场通信网络，其连接原理如图2.7所示。

1.现场总线的技术特点

现场总线的特点主要体现在两方面：一是在体系结构上成功实现了串行连接，克服了并行连接的许多不足；二是在技术层面上成功解决了开放竞争和设备兼容两大难题，实现了现场设备智能化和控制分散化两大目标，具体有以下几个方面。

1）开放性。现场总线的开放性有几层含义。一是指相关标准的一致性和公开性，开放的标准有利于不同厂商设备之间的互连与替换。二是系统集成的透明性和开放性，用户进行系统设计、集成和重构的能力大大提高。三是产品竞争的公平性和公开性，用户可按自己的需要和评价，选用不同供应商的产品组成大小随意的系统。

图2.7 现场总线控制系统原理图

2）交互性。现场总线设备的交互性有几层含义：一是指上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；二是指现场设备之间具有相互沟通的能力，也就是具有互操作性；三是指不同厂商的同类设备可以相互替换，也就是具有互换性。

3）自治性。由于智能仪表将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能下载到现场设备中完成，因此一台单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。(www.daowen.com)

4）适应性。安装在工业生产第一线的现场总线是专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。具有防电、防磁、防潮和较强的抗干扰能力，可满足本质安全防爆要求，可支持多种通信介质如双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等。

2.现场总线的体系结构特点

1）基础性。在企业实施信息集成、实现综合自动化的进程中，作为工厂底层网络，现场总线是一种能在现场环境运行的可靠、实时、廉价、灵活的通信系统，能够有效地集成到TCP/IP信息网络中，现场总线是企业强有力的控制和通信的基础设施。

2）灵活性。现场总线打破了传统控制系统的结构形式，使控制系统的设计、建设、维护、重组和扩容更加灵活简便。传统模拟控制系统采用一对一的并行连线，按控制回路分别进行连接。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、电动机之间均为一对一的物理连接，每个装置需单独使用几条线，因此形成了庞大的电缆。由于现场布线的复杂性，因此传统控制系统在设计之初就需一次性规划好布线的数量和走向，一旦实施具有刚性，不便于调整和维护，增大了投入的门槛，不利于滚动发展。现场总线系统由于采用智能现场设备，能够把传统控制系统中处于控制室的控制模块、I/O模块和通信模块移植到现场设备中，使现场设备能够在一条总线上串行连接起来直接传送信号，完成控制功能。这样一来，系统布线就由几十条、上百条甚至于上千条简化为一条，不仅简化了设计施工，方便了日常维护，也降低了系统投入的门槛，大大提高了可靠性和灵活性。因为增减现场设备只需直接将设备挂上总线或将设备从总线卸载即可，不必另行布线。

3）分散性。由于现场总线中智能现场设备具有高度的自治性，因而控制系统功能可以不依赖控制室的计算机或控制仪表而直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。另外，由于现场设备具有网络通信功能，这使得把不同网络中的现场设备和不同地理范围中的现场设备组成一个控制系统成为可能。因此，现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构，具有高度的分散性。

4）经济性。由于现场总线通信用数字信号替代了模拟信号，因而可通过复用技术在一条总线上传输多个信号，同时还可在这条总线上为现场设备供电，原来的大量集中式I/O部件全部省去。这样就为简化体系结构、节约硬件设备、节约连接电缆与各种安装和维护费用创造了条件。另外，由于投入门槛的降低和重构灵活性的提高，使得现场总线的资产投入不会产生沉淀而浪费，大大提高了经济性。最后，由于现场设备的开放性，设备价格不会被厂商垄断；由于现场设备的互换性，备品库存也可大大降低。