现场总线控制系统(FCS)
过程控制的三大装置之FCS
品，集成在一起，有效地促进了竞争，降低了 系统的成本。为用户提供了更灵活的主动权。
3.2 FCS的构成与特点
3.2.2.7 智能化与自诊断性
现场智能设备具有CPU，能处理各种参数、 运行状态及故障信息，能在部件、甚至网 络故障的情况下独立工作，大大提高了整
个控制系统的可靠性和容错能力。 3.2.2.8 通讯线供电
3.1.2.4 FCS的控制
现在采用了开放的、可互连的网络技术将 现场的各种仪表相互连接，把控制功能彻 底下放到现场，降低了安装成本和维护费
用。
3.1 FCS的定义与产生
3.2 FCS的构成与特点
3.2.1 构成 智能设备和传输介质（较多使用双绞线）
工作站
现场总线
执 行 器
现场总线接口
3.3 FCS的分类
Байду номын сангаас3.3.4WorldFIP
具有单一的总线，可用于过程控制及离散控制，
没有任何网桥或网关；低速与高速部分的衔接
使用软件的办法解决；有较完整的系列产品，
可以和互联网连接。
3.3 FCS的分类
3.3.5控制器局域网 CAN（Controller area network ）是德国Bosch公司于
自动化导论
可编程逻辑控制器PLC//集散控制系统DCS//现场总线控制系统FCS
自动化装置
北京化工大学自动化系张永德
自动化装置
可编程控制器PLC
集散控制系统DCS
现场总线控制系统FCS ----是当代过程控制的三大支柱工具。
PLC
美国数字设备公司
（DEC）1969年研 制成功了第一台可 编程序控制器PDP— 14，由于当时主要 用于顺序控制，只 能进行逻辑运算， 故称为可编程序逻 辑控制器 （Programmable Logic Controller，简 称PLC）。
fcs标准
FCS标准
FCS标准是指现场总线控制系统（Fieldbus Control System）的标准，是一种基于现场总线技术的分布式控制系统，将现场设备高度智能化，并通过一条总线连接所有的设备，实现控制功能的下放和集成1。
FCS标准的目的是为了提高控制系统的性能、可靠性、灵活性和可维护性，降低控制系统的成本和复杂度，以及满足不同工业领域的控制需求和规范。
FCS标准的制定和实施涉及多个国际组织和机构，其中最主要的是国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）、仪器仪表协会（ISA）和现场总线基金会（FF）等2。
这些组织和机构分别负责不同类型和层次的FCS标准的标准化工作，同时也与其他相关的组织和机构进行协调和合作，以保证标准的一致性和兼容性。
FCS标准的内容和范围非常广泛，涵盖了从基础的现场总线技术、协议、接口、网络、设备等方面，到高级的现场总线控制系统的设计、评价、应用、管理等方面。
FCS标准不仅反映了现场总线技术的科技进步和创新，也体现了现场总线控制系统的社会责任和环境友好性。
FCS标准的应用和推广对于提升现场总线控制系统的国际竞争力，促进现场总线控制系统的国际贸易，保障现场总线控制系统的质量和安全，提高现场总线控制系统的可持续性和循环利用性，以及满足不
同工业领域的控制需求和规范，都具有重要的意义。
FCS标准也为现场总线控制系统的生产者、消费者、监管者、研究者、教育者等提供了一个共同的语言和平台，有利于现场总线控制系统的交流和合作。
FCS标准的制定和实施也需要各方的参与和支持，以保证标准的科学性、公正性、适用性和有效性。
FCS系统详解
FCS摘要FCS（Fidlebus Control System）即现场总线控制系统，它是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联，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修费用。
因此，FCS实质上是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系统的主流产品。
基本介绍FCS的前身是DCS与PLC，FCS不仅具备两者的特点，而且跨出了革命性的一步。
而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。
新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。
DCS系统的关键是通信。
也可以说数据公路是分散控制系统DCS 的脊柱。
由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。
数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。
所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。
目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。
关键要点FCS的关键要点有三点：1、FCS系统的核心是总线协议，即总线标准2、FCS系统的基础是数字智能现场装置3、FCS系统的本质是信息处理现场化实现方式通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。
传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的双绞线，以传送4~20mA信号，现场总线系统中，每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用，但是从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。
现场总线控制系统(FCS)发展前景展望
现场总线控制系统（FCS）发展前景展望现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）是工业自动化领域中的一种重要技术，其发展前景广阔，正日益受到人们的关注。
以下是对FCS发展前景的展望。
一、背景介绍现场总线控制系统是一种用于工业过程控制的开放型、全数字化网络通信系统。
它将位于现场的各种自动化设备、仪器仪表、传感器等通过一根总线连接起来，实现设备间的信息交互和数据共享。
它具有现场设备分散、信息传输速度快、可扩展性强、可靠性高等优点，因此在石油、化工、电力、制药等许多行业得到了广泛应用。
二、概览随着科学技术的不断进步和工业自动化需求的不断增长，FCS在功能和性能上也不断得到提升。
未来的FCS将朝着更加高效、可靠、安全和智能化的方向发展。
同时，随着工业互联网的普及和发展，FCS将更好地与云计算、大数据、人工智能等先进技术进行融合，实现更加精准、高效、智能的工业过程控制。
三、价值分析FCS的价值不仅在于其技术优势，更在于其能够带来的经济效益和社会效益。
首先，FCS能够提高工业过程控制的精度和效率，减少能源浪费，降低生产成本。
其次，FCS能够提高产品质量和生产效率，增强企业的竞争力。
此外，FCS还能减少人员劳动强度，提高生产安全性和可靠性，改善企业的工作环境。
四、发展趋势1.技术创新未来，FCS将继续在技术创新方面进行探索和实践。
例如，采用更加先进的信号处理技术、通信协议和网络安全技术等，提高FCS的性能和可靠性；同时，探索适应不同工业过程的FCS解决方案，满足个性化的需求。
2.与工业互联网的融合工业互联网的普及和发展为FCS提供了更广阔的发展空间。
未来，FCS将更好地与工业互联网融合，实现各种数据的无缝集成和共享，优化生产流程，提高生产效率和质量。
同时，借助工业互联网平台，FCS可以实现远程监控和维护，提高系统的安全性和可靠性。
3.人工智能的应用人工智能技术的不断进步为FCS带来了新的发展机遇。
1集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较
1集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较1．集散控制系统dcs与现场总线控制系统fcs的比较1．1概述fcs、dcsFCS是在DCS的基础上开发的。
FCS符合自动控制系统的发展趋势，将取代DCS。
这是业内人士的基本共识。
然而，任何新事物的发生和发展都是在旧事物的扬弃中进行的，FCS与DCS之间的关系也不例外。
FCS代表了趋势和发展方向，DCS代表了传统和成熟，这也是一个具有独特优势的事物。
特别是在现阶段，FCS还没有统一的国际标准，DCS由于其开发成熟、功能齐全、应用广泛，处于不可完全替代的地位。
我认为FCS应该与DCS兼容。
无论是FCS还是DCS，它们最终都是满足整个生产过程的系统控制（PCS）。
首先，从工程成本和效益的角度来看，现场总线的根本优势是良好的互操作性；结构简单，布线成本低；控制功能分散、灵活可靠，现场信息丰富。
然而，这些优势是基于FCS系统的初始安装。
如果NoO企业已经建立了完善的DCS，现在要向FCS过渡，他们必须仔细考虑现有投资对现有投资的回报率。
我们应该充分利用现有的DCS设施、现有的DCS布线和成熟的DCS控制和管理方法来实现FCS。
虽然现场总线对已有的数字现场协议有优势可言，但向其过渡的代价与风险是必须分析清楚的。
再者，从技术的继承及控制手段上，也要求fcs与dcs应相兼容。
fcs实现控制功能下移至现场层，使dcs的多层网络被扁平化，各个现场设备节点的独立功能得以加强，因此，在fcs中有必要增加和完善现场子层设备间的数据通讯功能。
由于历史原因，DCS通常有大型控制柜来协调各种设备，更强调层到层的数据传输。
由此可见，这两种控制策略各有优势。
DCS适用于较慢的数据传输速率；FCS更适合于更快的数据传输速率和更灵活的数据处理。
但是，当数据量超过一定值且过大时，如果同一层的设备过于独立，很容易导致数据网络堵塞。
为了解决这个问题，有必要建立一个合适的监控层来协调设备之间的相互通信。
石油化工自动化中FCS控制系统应用分析
石油化工行业是维持我国经济发展的重要支柱产业，凸显出技术完善、能源充足和经济性强等特点。
现场总线控制系统（FCS）在化工领域中积极运用现代化网络管理及通信理念，并在根本上提升石油化工自动化生产效率与质量。
1 FCS基本概述FCS为现场总线控制系统，是一项建立于可编程逻辑控制器（PLC）和分布式控制系统（DCS）功能特性之上的新型技术，其在根本上可以完成由控制室至现场设备的串行数字通信连接，FCS 中的“现场”通常指的是现场设备装置，该系统凸显出良好的兼容性、开放性及环境适应能力，在石油化工自动化领域中展现出其他技术无法比拟的优势特点，可以在一定程度上提升石油化工自动化项目的整体质量与效率。
除此之外，FCS在实际运行和安装规划环节中消耗的成本较低，维护工作便捷易上手，展现出一定的实用性。
然而FCS在实践应用期间，往往会受到一些外界因素限制和约束，主要体现在硬件、软件等方面的开发水准还有待提升，致使FCS应用功能还不够完善，存在较大的进步空间，但仍然具有广阔的发展前景。
2 FCS的应用优势2.1 环境适应力强在石油化工自动化领域当中，生产现场内部的通信协议往往采用FCS现场总线协议，FCS现场总线所采用的介质通常涵盖光线、同轴电缆和双绞线等等，其凸显出良好的抗干扰性，而且FCS所具备的数字化信号功能也可以在一定程度上规避信号衰减及信号传输问题。
FCS在石油化工自动化领域中的实践应用展现出高强度的环境适应能力，可以在根本上实现石油化工自动化效率、质量大幅度提升等基本目标，进一步提升石油化工企业单位的综合生产效率，推动企业可持续发展进程。
2.2 运行维护简单FCS在实际运行环节中可以利用专业监控软件对现场各项设备的运行状态展开动态化监督及管理，促使相关人员可以在第一时间察觉出现场设备存在的风险问题及安全隐患，并及时将故障信息和诊断信息加以反馈，从根本上减少现场设备管理人员及维护人员的工作负担，切实提高设备仪器的检修质量及效率。
网络总线与技术题目与答案
题目与解答第一章现场总线概述1简述FCS的主要技术特点和优点是什么？（FCS名词解释见34背页）（1）现场总线系统(FCS)的技术特点：①系统的开放性。
相关标准的公开、一致性，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统具备互可操作性与互用性。
不同生产厂家性能类似的设备可实现互换性。
互可操作性：实现互联设备间的信息传输；互用性：不同厂家性能类似设备可实现互换性。
②现场设备的智能化与功能自治性。
仅靠现场总线设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备运行状态。
包括传感测量、补偿计算、数据处理与控制等③系统的实时性与确定性。
测控任务具有严格的时序和实时性要求，否则可能造成控制系统的灾难性后果。
这也要求通信机制能够保证时间发布和数据传输的实时性。
④现场环境的适应性。
现场总线是专为生产现场环境设计的，支持多种传输介质，具有较强的抗干扰能力，满足本质安全防爆等各种环境要求。
⑤采用成熟先进技术、系统结构的高度分散性。
设备描述语言DDL、技术等。
现场总线可构成全分散性控制系统，简化了系统结构，提高了可靠性。
（2）现场总线的优点：由于现场总线具有以上突出的特点，它使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出巨大的优越性。
①节省系统投资、安装费用和维护费用。
②设计、组态、安装、调试简便，系统维护、设备更换和系统扩充方便。
③用户具有高度的系统集成主动权，系统易于重构。
④提高了控制系统的安全性、可靠性和准确性。
⑤完善了企业信息系统，为实现企业综合自动化提供了基础。
2为什么说Fieldbus是底层控制网络Infranet（从Fieldbus的结构特点分析说明）。
（1）•现场总线将单个分散的现场设备变成网络节点，相互之间连接成可以互通信息、共同完成测量控制任务的网络控制系统。
•每个节点实际上是一个智能设备，能够独立完成从控制、检测，到运算、显示、报警等多种任务。
（2）现场总线是低层控制网络Infranet(或者3（3）)• Infranet（Infrastructure Network），使工厂底层网络系统的底层现场设备之间以及生产现场与外界能够实现信息交换，满足企业综合自动化的发展需要。
现场总线控制系统FCS和集散控制系统DCS的差异
关键 词 ：现 场总 线 现 场 控制 系统 Ｆ ＣＳ 集 散控 制系 统 ＤＣ Ｓ
Ａｂｓｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｉ ｆ ｅｌ ｄ ｂｕ ｓ ｔ ｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ ｈ ａｓ ｂ ｅｃ ｏｍｅ ａｎ ｉ ｎｔ ｅｒ ｎａ ｔ ｉ ｏｎ ａｌ ｓ ｔ ａｎ ｄ ａｒ ｄ ｄｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｉ ｓ ｈｉ ｇｈ
现场总线控制系统Ｆ Ｃ Ｓ 和集散控制系统Ｄ Ｃ Ｓ 的差异
Ｄｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ＦＣＳ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ＤＣＳ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
实际需要 的自动控制 系统 。现场总 线 控制 系统 的出现 ，将会给 自动化领域 带 来又一 次革命 ，其深度和广度将超过任
何 一 次 ，从 而 开 创 自动化 的新 纪元 。
广泛的应用 ，特别是在制造业 自动化 、 过程控 制 自动化、 电力、楼宇 、铁路交 通 等方面 Ｊ 。现场 总线技术将 专用微处 理器置 人传统的测量控制仪表 ，使 它们 各 自具 有了数字计算和数字通讯能 力 ，
现场总线控 制系统Ｆ Ｃ Ｓ，是 目前 世 界 上
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ Ｂ ｕ ｓ 、Ｆ Ｆ 、Ｃ ＡＮＩ ￣控 制器 局 域 网技
于现场 的多个微机化测量控制设 备之间 及现场仪 表与远程 监控计算机之 间 ，实
现 数 据 传 输 与 信 息 交 换 ，形 成 各 种 适 应
术口 Ｊ 。现 场总线是 应运 而生 的 ，作 为工
河南 煤 业化 工集 团中 原大 化公司 张亚 停
现场总线控制系统(FCS)
现场总线控制系统（FCS）随着复杂过程工业的不断发展，工业过程控制对大量现场信号的采集、传递和数据转换以及对精度、可靠性、管控一体化都提出了更新、更高的要求。
现有的DCS已不能满足这些要求；况且现有的DCS具有诸如控制不能彻底分散、故障相对集中、系统不彻底开放、成本较高等缺点。
于是通过数字通信技术、传感器技术和微处理器技术的融合，把传统的数字信号和模拟信号的混合系统变成全数字信号系统，从而产生了新一代的控制系统FCS。
1、智能传感器和现场总线是组成FCS的两个重要部分FCS用现场总线在控制现场建立一条高可靠性的数据通信线路，实现各智能传感器之间及智能传感器与主控机之间的数据通信，把单个分散的智能传感器变成网络节点。
智能传感器中的数据处理有助于减轻主控站的工作负担，使大量信息处理就地化，减少了现场仪表与主控站之间的信息往返，降低了对网络数据通信容量的要求。
经过智能传感器预处理的数据通过现场总线汇集到主机上，进行更高级的处理(主要是系统组态、优化、管理、诊断、容错等)，使系统由面到点，再由点到面，对被控对象进行分析判断，提高了系统的可靠性和容偌能力。
这样FCS把各个智能传感器连接成了可以互相沟通信息，共同完成控制任务的网络系统与控制系统，能更好地体现DCS中的'信息集中，控制分散'的功能，提高了信号传输的准确性、实时性和快速性。
以现场总线技术为基础，以微处理器为核心，以数字化通信为传输方式的现场总线智能传感器与一般智能传感器相比，需有以下功能：共用一条总线传递信息，具有多种计算、数据处理及控制功能，从而减少主机的负担。
取代4-20mA模拟信号传输，实现传输信号的数字化，增强信号的抗干扰能力。
采用统一的网络化协议，成为FCS的节点，实现传感器与执行器之间信息交换。
系统可对之进行校验、组态、测试，从而改善系统的可靠性。
接口标准化，具有'即插即用'特性。
现场总线智能传感器是未来工业过程控制系统的主流仪表，它与现场总线组成FCS的两个重要部分，将对传统的控制系统结构和方法带来革命性的变化。
集散控制系统22现场总线控制系统FCS
集散控制系统
• 1.1 DCS概述 自从美国的HoneyWell公 司于1975年成功地推出了世界上第一套集 散型控制系统以来，经历了20多年的时间， DCS已经走向成熟并获得了广泛的应用。 DCS的发展历程也是不断地由小到大规模 的过程，从最初的小规模控制系统发展到 综合控制管理系统，从而使工业控制系统 进入了信息管理与综合控制的时代。本节 主要介绍DCS的体系结构、特点和典型形 式。
集散控制系统
• 其具体组成包括：①监控计算机；②工程 师显示操作站；③操作员显示操作站。 • (3)综合信息管理级 这一级由管理计算机、 办公自动化系统、工厂自动化服务系统构 成，从而实现整个企业的综合信息管理。 综合信息管理主要包括生产管理和经营管 理。
集散控制系统
• (4)通信网络系统 DCS各级之间的信息传 输主要依靠通信网络系统来支持。根据各 级的不同要求，通信网也分成低速、中速、 高速通信网络。低速网络面向分散过程控 制级；中速网络面向集中操作监控级；高 速网络面向管理级。
集散控制系统
• 1.1.1 DCS的体系结构 DCS的体系结构 通常为三级。第一级为分散过程控制级； 第二级为集中操作监控级；第三级为综合 信息管理级。各级之间由通信网络连接， 级内各装置之间由本级的通信网络进行通 信联系。其典型的DCS体系结构如图 10．43所示。
集散控制系统
集散控制系统
• (1)分散过程控制级 如图10．43所示， 此级是直接面向生产过程的，是DCS的基 础，它直接完成生产过程的数据采集、调 节控制、顺序控制等功能，其过程输入信 息是面向传感器的信号，如热电偶、热电 阻、变送器(温度、压力、液位)及开关量等 信号，其输出是驱动执行结构。构成这一 级的主要装置有：①现场控制站(工业控制 机)；②可编程序控制器(PLC)；③智能调 节器；④其他测控监控级。
现场总线控制系统FCS与分布式控制系统DCS的区别
现场总线控制系统FCS与分布式控制系统DCS的区别DCS( Distributed Co ntrol System )分布式控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。
按系统结构进行垂直分解，它分为过程控制级和控制管理级，各级既相互独立又相互联系，每一级又可水平分解成若干子集。
从功能分散看，纵向分散意味着不同级的不同功能，如实时控制、实时监视、生产过程管理等，横向分则意味着同级设备具有类似功能。
FCS( Field-bus Control System)现场总线控制系统使用数字通信技术取代4-20mA信号，通过工厂底层设备连网，实现全厂信息集成。
现场总线系统(FCS)与传统的集散控制系统(DCS)相比，有以下特点：1.1总线式结构一对传输线(总线)挂接多台现场设备，双向传输多个数字信号。
这种结构比一对一的单向模拟信号传送结构布线简单，安装费用低，维护简便。
1.2开放互操作性现场总线采用统一的协议标准，是开放式的互联网络，对用户是透明的，在传统的DCS中,不同厂家的设备是不能相互访问的。
而FCS采用统一的标准，不同厂家的网络产品可以方便地接入同一网络，集成在同一控制系统中进行互操作，因此简化了系统集成。
1.3彻底的分散控制现场总线将控制功能下放到作为网络节点的现场智能仪表和设备中，做到彻底的分散控制，提高了系统的灵活性、自治性和安全可靠性，减轻了控制站CPU的计算负担。
1.4信息综合、组态灵活通过数字化传输现场数据,FCS能获取现场仪表的各种状态、诊断信息，实现实时的系统监控和管理。
此外,FCS引入了功能块的概念，通过统一的组态方法，使系统组态简单灵活，不同现场设备中的功能块可以构成完整的控制回路。
1.5 多种传输媒介和拓扑结构FCS由于采用数字通讯方式，因此可采用多种传输介质进行通信。
根据控制系统中节点的空间分布情况，可采用多种网络拓扑结构。
这种传输介质和网络拓扑结构的多样性给自动化系统的施工带来了极大的方便,据统计,FCS与传统DCS的主从结构相比,只计算布线工程一项即可节省40%的经费。
FCS、DCS、PCS与PLC
FCS、DCS 、PCS、 PLCFCS (现场总线控制系统)、DCS (集散控制系统)、PCS(过程控制系统)、 PLC(可编程逻辑控制器)1．集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较1．1 概述FCS、DCS FCS 是在DCS的基础上发展起来的，FCS顺应了自动控制系统的发展潮流，它必将替代DCS。
这已是业内人士的基本共识。
然而，任何新事物的发生，发展都是在 对旧事物的扬弃中进行的，FCS与DCS的关系必然也不例外。
FCS代表潮流与发展方向，而DCS则代表传统与成熟，也是独具优势的事物。
特别是现阶段， FCS尚没有统一的国际标准而呈群雄逐鹿之势，DCS则以其成熟的发展，完备的功能及广泛的应用而占居着一个尚不可完全替代的地位。
本人认为：现场总线控 制系统FCS应该与集散式控制系统DCS相互兼容。
无论是FCS或者是DCS，它们最终是为了满足整个生产过程而进行的系统控制（PCS）。
首先以工程成本与效益看，现场总线的根本优势是良好的互操作性；结构简单，从而布线费用低；控制功能分散，灵活可靠，以及现场信息丰富。
然而这些优势是 建立在 FCS系统初装的前提下，如果企业建立有完善的DCS系统，现在要向FCS过渡，则必须仔细考虑现有投资对已有投资的回报率。
充分利用已有的DCS设施、现有 DCS的布线以及成熟的DCS控制管理方式来实现FCS是我们应选择的方式。
虽然现场总线对已有的数字现场协议有优势可言，但向其过渡的代价与风险是必须分析清楚的。
再者，从技术的继承及控制手段上，也要求FCS与DCS应相兼容。
FCS实现控制功能下移至现场层，使DCS的 多层网络被扁平化，各个现场设备节点的独立功能得以加强，因此，在FCS 中有必要增加和完善现场子层设备间的数据通讯功能。
由于历史的原因，DCS 通常拥有大型控制柜用以协调各个设备，同时更强调层与层的数据传输。
可见，两种控制在策略上各具优势。
DCS 适用于较慢的数据传输速率；FCS则更适用于 较快的数据传输速率，以及更灵活的处理数据。
第四章 现场总线控制系统(FCS)
第四章现场总线控制系统（FCS）第一节现场总线控制系统基础现场总线控制系统(FCS)是基于现场总线技术的计算机控制系统，它是集计算机技术、网络技术和控制技术为一体的先进的计算机控制系统。
是一种全分散、全数字、全开放的控制系统。
它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，将逐渐成为计算机控制系统的主流形式。
一、现场总线控制系统的特点根据IEC标准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。
现场总线控制系统是在现场总线的基础上发展起来的，它所带来的改进首先体现在现场通信网络方面，其次在结构、装置、功能等方面也有优势。
概括地说，它具有以下技术特点：(1)FCS采用的现场总线是一个全数字化的现场通信网络。
现场总线是用于过程控制系统和制造自动化系统中现场设备或现场仪表间互连的数字化通信网络，其传输抗干扰性强，测量精度高，大大提高了控制系统的性能。
(2)FCS的现场总线网络是开放式互连网络。
用户可以自由集成不同制造商的通信网络，通过网络将不同厂商生产的现场设备和功能块设备有机地融合为一体，构成统一的现场总线控制系统。
(3)FCS的所有现场设备直接通过一对传输线(现场总线)互连。
一对传输线互连多台现场设备，双向传输数据信息，大大减少连线数量，从而降低安装费用，更易于维护，并提高了可靠性。
(4)FCS普遍采用智能仪表，增强了系统的自治性，系统控制功能更加分散。
智能化的现场设备具有更加完善的功能，包括部分控制功能，从而将较简单的控制任务改由现场设备完成，使现场设备既有检测、变换功能，又有运算和控制功能，一机多用。
这样既节约了成本，又使控制更加安全和可靠。
FCS废除了DCS的I／O单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散到现场设备，实现了彻底的分散控制。
二、FCS与DCS的分析比较FCS系统利用现场总线技术，针对现存的DCS的某些不足，改进控制系统的结构，提高了性能和通用性。
现场总线控制系统(FCS)
现场总线控制系统(FCS)现场总线控制系统是继DCS之后的又一种新型工业控制系统，它的出现带来了工业控制领域的一场深刻革命。
现场总线代表一种突破意义的控制思想，改变了原有控制体系结构，使模拟与数字混合的DCS更新换代为全数字现场总线控制系统，真正做到危险分散、控制分散、集中监控和全数字化。
1. 应用现状现场总线发展迅速，现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。
目前已开发出40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、Modbus、ARCent、P-Net、FIP、ISP等，其中最有影响力的有5种，分别为FF、Profibus、HART、CAN、LonWorks，如表所示。
FCS全数字化通信使过程控制具有更高可靠性，从传感器、变送器到调节器，均为数字信号，这就使得复杂、精确的信号处理得以实现。
因采用数字总线式通信线路代替DCS 1对1的I/O连线，对于大规模I/O系统，减少了由连线带来的不可靠，同时也降低了布线成本。
此外FCS还具有互操作性、分散性、EIC(电气传动、仪表、计算机)一体化等优点。
在由现场总线构成的FCS中，仪表实际上已成为具有综合功能的智能仪表。
EIC一体化结构恰恰是钢铁工业自动化用得较多而又急需的控制系统结构。
2. 现场总线存在的不足现场总线是一种正在发展中的技术，在许多方面还需改善。
IEC 61158规定了FF、Profibus、WorldFIP等8种现场总线标准，还有一些事实上的标准，如LonWorks和CAN总线等。
现有8种现场总线为国际标准，它们采用的通信协议完全不同，因此要实现这些总线的兼容和互操作十分困难。
许多标准的并存，将导致现场总线技术不易广泛应用。
现场总线还存在着瓶颈问题，表现在：(1)总线切断后，系统有可能产生不可预知的后果；(2)在本安防爆应用中，现有防爆规定限制总线长度和总线上所挂设备数量，同时也限制了现场总线节省线缆优点的发挥；(3)系统组态参数过于复杂，不易掌握，而其设定的好坏对系统性能影响很大。
现场总线第1讲FieldbusControlSystemFCS
1.现场总线概述
现场总线(Fieldbus)的概念： 是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、
双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智 能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间 的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系 统之间的信息传递问题 。 主要用于：
制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化 系统中。
※50年代之前的气动仪表控制系统称作第一代 ※单元组合仪表为基础的常规仪表控制系统称为第二代 ※集中型计算机控制系统称为第三代 ※第四代控制系统是指70年代中期以后发展起来的DCS
作为新一代控制系统： 一 方 面：FCS突破了DCS采用专用通信网络的局限，采用了基于开
放式、标准化的通信技术，克服了封闭系统所造成的缺陷； 另一方面：FCS进一步变革了DCS中“集散”系统结构，形成了全分
H1
H1 H1
H2 现场总线
现 场 设 备 124
H1 现场总线 网桥
32 现场设备 H1 现场总线
32 现场设备
FCS控制层原 理图
FieldBus） 1
现场总线的概述（ 例如，智能化变送器除了具有 常规意义上的信号测量和变送
功能以外，往往它还具有自诊
a.包含CPU 传统控制bc系..具能统有直很接强数的字功通能信现场仪表
现场总线定义
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。 它的关键标志是能支持 双向、多节点、总线式的全数字通讯。
网
包括IPC、PLC以及各种智能化的现场控制设备
络 节
基于统一、规范的通信协议
点
通过同一总线实现相互间的数据传输与信息共享
网 络
位于
生产控制 网络结构
现场总线控制系统
现场总线控制系统现场总线控制系统 (Fieldbus Control System，FCS)。
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，其定义了硬件接口和通信协议的标准，是自动化领域内的局域网。
现场总线不仅是当今4C技术发展的结合点，也是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术发展的交汇点。
现场总线控制系统用新一代的现场总线技术改进、完善或部分代替传统的DCS系统实现智能仪表、现场设备、通信网络和控制系统的集成。
由于现场总线系统采用了总线控制和智能现场设备，可以把DCS系统中位于控制室的输入输出模块、控制模块等转入现场设备，能够不依赖控制室计算机，直接在现场完成控制。
目前控制系统行业主要有五种现场总线技术：基金会现场总线、LonWorks 总线、Profibus现场总线、HART总线和CAN总线。
现场总线系统具有以下特点:(1).系统分散性程度高。
现场总线系统已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构，从根本上改变了现有DCS集中与分散结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了系统的可靠性。
(2).互操作性和互用性。
互操作性是指现场总线系统实现了互连设备间、系统间的信息传送和沟通；互用性是指不同的生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。
(3).现场设备的智能化与功能自治性。
现场总线系统将传感测量、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，依靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并能随时实时诊断现场设备的运行状态。
(4).统一开放性。
现场总线系统将微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通信能力，信号传输精度高，远程传输。
实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放。
由于现场总线系统以上特点，特别是系统结构的简化使现场总线系统从设计、安装、调试到正常生产运行及检修维护，都体现出其他控制系统无法比拟的优越性。