現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)使用了十多年了，在全球的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中展現(xiàn)了它的價(jià)值。大多數(shù)的情況下，過程工廠中的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)用于連接現(xiàn)場設(shè)備和上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

這里討論的現(xiàn)場設(shè)備通常是儀表、分析儀和調(diào)節(jié)控制閥。最常用的儀表類型是溫度、壓力、流量和液位變送器－雖然一個(gè)典型的過程工廠也包含很多其他類型的過程變量變送器。

常用的分析儀類型是測量參數(shù)的化學(xué)成分，比如濕度、二氧化碳、甲烷和其他氣體和液體。調(diào)節(jié)控制閥提供了連續(xù)的液體和氣體的流量控制。

連接現(xiàn)場設(shè)備的上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)和資產(chǎn)管理系統(tǒng)。這里討論的控制系統(tǒng)通常是基本過程或者調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。其他連接現(xiàn)場總線設(shè)備的控制系統(tǒng)包括先進(jìn)過程系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。

現(xiàn)場設(shè)備通過具有高速數(shù)據(jù)通信的現(xiàn)場總線連接上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的好處包括：

●聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的配置和健康管理，節(jié)省了成本；

●聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電子文檔，節(jié)省了成本；

●預(yù)先維護(hù)，提高了運(yùn)行時(shí)間；

●預(yù)先維護(hù)，提高了性能；

●預(yù)先維護(hù)，降低了維護(hù)成本。

幾乎在所有的場合，現(xiàn)場總線都取代了設(shè)備的硬接線，如：從現(xiàn)場儀表到控制系統(tǒng)的4-20mA連線。這個(gè)4-20mA信號(hào)用于把測量的過程變量傳送到過程控制系統(tǒng)。

相反，現(xiàn)場總線提供了一種高速雙向數(shù)據(jù)鏈路，在現(xiàn)場設(shè)備和控制系統(tǒng)之間可以傳送數(shù)量廣泛的信息。最重要的信息是儀表健康方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，在需要預(yù)先維護(hù)的場合，它們可用于上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)安排。

校準(zhǔn)安排僅在需要替換周期性維護(hù)的場合，可以節(jié)省維護(hù)費(fèi)用，因?yàn)楝F(xiàn)場設(shè)備在它的工作參數(shù)之內(nèi)是不需要校準(zhǔn)的。當(dāng)需要時(shí)，校準(zhǔn)可以改進(jìn)性能，因?yàn)樵陉P(guān)鍵的現(xiàn)場設(shè)備需要經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)，減少可能超限的漂移。

預(yù)先維護(hù)可能是現(xiàn)場總線系統(tǒng)帶來的最重要的收益了。使用現(xiàn)場總線提供的數(shù)據(jù)，工廠可以在問題發(fā)生之前預(yù)先發(fā)現(xiàn)它們。這樣維護(hù)工作可以事先安排，而不是等問題發(fā)生了再反應(yīng)，節(jié)省了費(fèi)用，改進(jìn)了安全。

但預(yù)先維護(hù)的主要收益是避免宕機(jī)。如果一個(gè)現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)失效，通常進(jìn)行維修和替換設(shè)備時(shí)要使整個(gè)流程停下來。

現(xiàn)場總線是一種對(duì)許多數(shù)字工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱，包括但不限制，如：基金會(huì)現(xiàn)場總線（FoundationFieldbus），哈特（HART），EtherNet/IP，ModbusTCP和Profibus。很多現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，包括上面提到的，因?yàn)楦鞣N原因，正在轉(zhuǎn)移到基于以太網(wǎng)的協(xié)議。

為什么要使用以太網(wǎng)？

現(xiàn)場總線的收益在多年多種的過程應(yīng)用中，已經(jīng)很好地歸檔，大多數(shù)已經(jīng)安裝的現(xiàn)場總線使用的都是專有協(xié)議，這和基于以太網(wǎng)的協(xié)議正相反。而基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線可以提供更好的性能，造價(jià)也更低，并且安裝簡單，維護(hù)容易。

當(dāng)在商業(yè)領(lǐng)域中提及以太網(wǎng)這個(gè)術(shù)語時(shí)，它通常是指使用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在工業(yè)領(lǐng)域，術(shù)語以太網(wǎng)只是特指底層的硬件，而不包括協(xié)議，協(xié)議可以由用戶按自己喜好選擇使用。壞消息是有很多相互競爭的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。好消息是所有協(xié)議都可以運(yùn)行在同一個(gè)以太網(wǎng)硬件上，而且還是同時(shí)的。

一個(gè)很好的性價(jià)比也許是轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)的主要因素。就在幾年以前，一個(gè)領(lǐng)先的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)組織還在吹噓一個(gè)事實(shí)：使用他們專有協(xié)議的現(xiàn)場總線設(shè)備，在10年的時(shí)間里銷售了1百萬。這個(gè)數(shù)量比起其他的競爭對(duì)手可能印象深刻，但比起全球范圍內(nèi)以太網(wǎng)設(shè)備的安裝數(shù)量，微不足道。

作為用于計(jì)算機(jī)連接的領(lǐng)先協(xié)議，全世界的以太網(wǎng)安裝節(jié)點(diǎn)有幾十億，大多數(shù)是商業(yè)應(yīng)用。巨大的數(shù)量產(chǎn)生了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，使得以太網(wǎng)硬件的價(jià)格不斷地下降，性能不斷提升。因?yàn)橐蕴W(wǎng)是全世界標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)商通過性價(jià)比競爭，所以有著極大動(dòng)力推動(dòng)更好的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

現(xiàn)場總線組織采用了商用以太網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，推出了高速度低價(jià)位的網(wǎng)絡(luò)。高速度實(shí)現(xiàn)了監(jiān)視應(yīng)用的快速更新。根據(jù)控制過程的特性，高速可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。.

因?yàn)橐蕴W(wǎng)的廣泛使用，安裝和維護(hù)是非常容易的。有幾個(gè)原因，第一，對(duì)比起專有網(wǎng)絡(luò)，很容易找到熟悉以太網(wǎng)的技術(shù)人員。第二，用于安裝和診斷的硬件和軟件工具非常的多，而且便宜。最后，有可能依靠公司和工廠的IT人員支持和維護(hù)，因?yàn)镮T人員了解以太網(wǎng)。經(jīng)過融合他們的工業(yè)和辦公室網(wǎng)絡(luò)，最終用戶只有不多的網(wǎng)絡(luò)需要維護(hù)，當(dāng)集成技術(shù)和通信時(shí)，得到的是更多的收益。

以太網(wǎng)提供了比現(xiàn)場總線更多的好處，很多用戶在不同應(yīng)用中獲益。特別是，以太網(wǎng)連接性使現(xiàn)場總線可以連接到可編程自動(dòng)化控制器（PAC）層。

直接的是最佳的

當(dāng)從一個(gè)城市飛到另一個(gè)城市，直飛航線總是比需要換乘的航班要好。同樣的道理也適用于現(xiàn)場總線連接到上層的上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，直接從現(xiàn)場總線設(shè)備連接到一個(gè)ERP或者資產(chǎn)管理系統(tǒng)比通過中間的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)接更好。

在典型的過程工廠，多數(shù)現(xiàn)場總線設(shè)備不直接與實(shí)時(shí)控制相連，而是主要用于監(jiān)視。一些設(shè)施有高達(dá)70%的現(xiàn)場設(shè)備與控制功能沒有任何關(guān)系。所以，每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備必須連接到控制系統(tǒng)的假設(shè)這是不正確的，也沒有發(fā)揮它們的應(yīng)有價(jià)值。

比如，環(huán)境應(yīng)用諸如EPA（美國環(huán)保署）的監(jiān)視和報(bào)告需要多種現(xiàn)場設(shè)備，而它們不需要連接到控制系統(tǒng)。ERP應(yīng)用諸如存儲(chǔ)管理需要現(xiàn)場設(shè)備的輸入，但不需要毫秒級(jí)的更新速度，或者控制系統(tǒng)需要的確定性。