现场总线的原理

有人定义，用以替代现行模拟信号传输技术的数字信号传
输技术（总线）就被称为现场总线。这未免太简单，很容易给
人以错觉。按IEC和现场总线基金会的定义，现场总线是连接智
能现场设备和自动化系统的数字式，双向传输，多分支结构的
通信网络。有通信就必须有协议，从这个意义上讲，现场总线
就是一个定义了硬件接口和通信协议的标准。
进一步说，现场总线不单单是一种通信技术，也不仅仅是
用数字仪表代替模拟仪表，关键是用新一代的现场控制系统FCS
代替传统的集散系统DCS，实现智能仪表，通信网络和控制系统
的集成。FCS具有信号传输全数字化，系统结构全分散式，现场
设备有互操作性，通信网络全互连式，技术和标准全开放式的
特点。现场总线的本质原理还表现在以下6个方面。
（1）现场通信网络，实现过程和加工制造现场仪表或设备
的现场数字化通信；
（2）现场设备互连，仅仅用一对传输线，如双绞线，同轴
电缆，光纤和电源线等，将传感器，变送器和执行器等现场仪
表和设备互连起来；
（3）互操作性，现场仪表或设备品种繁多，不可能从一家
制造公司购齐，现场总线允许选用各制造商性能价格比最高的
产品集成在一起，实现“即接即用”，即对不同品牌的仪表或
设备互相连接，统一组态；
（4）功能分散，将DCS的三级结构改革为FCS的二级结构，
，废弃了DCS的输入/输出单元和控制站，将控制功能分散到现
场仪表，从而构成虚拟控制站；因此现场仪表应是智能型多功
能仪表；
（5）通信线供电，对于本质安全要求的低功耗现场仪表，
允许直接从通信线上摄取能源；
（6）开放式互连，现场总线为开放式互连网络，既可与
同层网络互连，也可与不同层次网络互连，共享资源，统一调
度。