在传统的主动化工厂中，坐落出产现场的许多设备和设备，如：传感器、调节器、变送器、履行器等都是经过信号电缆与核算机、PLC相连的。当这些设备和设备相距较远、散布较广时，就会使电缆线的用量和敷设费用大大地添加，造成了整个项目的出资本钱添加、体系连线杂乱、牢靠性下降、保护作业量增大、体系进一步扩展困难等问题。因而人们迫切需要一种牢靠、快速、能饱尝工业现场环境、低价的通讯总线，将涣散于现场的各种设备衔接起来，施行对其监控。现场总线（Field Bus）就是在这种布景下产生了。
1 现场总线的概念
依据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF（Fieidbus Foundation）的界说：现场总线是衔接智能现场设备和主动化体系的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络。也就是说根据现场总线的体系是以单个涣散的，数字化，智能化的丈量和操控设备作为网络的节点，用总线相连，完结信息的相互交换，使得不同网络，不同现场设备之间能够信息同享。现场设备的各种运转参数状况信息以及毛病信息等经过总线传送到远离现场的操控中心，而操控中心又能够将各种操控、保护、组态指令又送往相关的设备，然后树立起了具有主动操控功用的网络。
现场总线的节点是现场设备或现场仪器，但不是传统的单功用的现场仪器，而是具有归纳功用的智能外表。例如，温度变送器不只具有温度信号改换和补偿功用，而且具有PID操控和运算功用；调节阀的基本功用时信号驱动和履行，别的还有输出特性补偿、自效验和自确诊功用。现场设备具有互换性和互操作性，选用总线供电，具有实质安全性。
现场总线不只是一种通讯技能，也不只是用数字外表替代模仿外表，关键是用新一代的现场总线操控体系FCS（Fieldbus Control System）替代传统的集散操控体系DCS（Distributed Control System），完结现场通讯网络与操控体系的集成。
2 现场总线的开展
现场总线始于20世纪80年代，到90年代其技能日趋老练，并遭到国际各主动化设备制造商和用户的广泛重视。它成为主动化技能开展的热门，并导致主动化体系结构与设备的深入革新。
一般把操控体系的开展分为五代。
1) 第一代操控体系：50年代前的气动信号操控体系PCS。
2) 第二代操控体系：4~20mA等电动模仿信号操控体系。
3) 第三代操控体系：根据数字核算机的集中式操控体系。
4) 第四代操控体系：70年代中期以来的集散式散布操控体系DCS。
5) 第五代操控体系：以敞开性、涣散性与数字通讯为特征的现场总线操控体系FCS。
PLC的出产商也将现场总线技能应用于各自的产品之中，构成工业局域网的底层，使得PLC网络完结了真实意义上主动操控范畴开展的一个热门，给传统的工业操控技能带来了有一次革新。
3 现场总线的首要特色
1) 全数字化通讯：选用现场总线技能后只用一条通讯电缆就能够将操控器与现场设备（智能化的、具有通讯口）衔接起来，进步了信号传输的牢靠性。
2) 体系具有很强的敞开性：这儿的敞开是指对相关标准的一致性和公开性，用户可按自己的需要和目标，把来自不同供货商的产品组成巨细随意的体系。
3) 具有强的互可操作性与互用性：完结互连设备间、体系间的信息传送与交流，可实施点对点，一点对多点的数字通讯，不同出产厂家的功用相似的设备能够进行互用。
4) 现场设备具有智能化与功用自治性：它将传感丈量、补偿核算、工程量处理与操控等功用涣散到现场设备中完结，仅靠现场设备即可完结主动操控的基本功用，并可随时确诊设备的运转状况。
5) 体系结构的高度涣散性：因为现场设备自身已可完结主动操控的基本功用，使得现场总线已构成一种新的全散布式操控体系的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中于涣散相结合的集散操控体系体系，简化了体系结构。
6) 对现场环境的适应性：作业在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境作业而规划的，它可支撑多种转输介质，具有较强的抗干扰才能，能选用两线制完结送点与通讯，并可满意实质安全防爆要求等。
4 几种首要的现场总线协议及其特色
现场总线开展的开始，各个公司都提出自己的现场总线协议，如AB公司的DeviceNet、TURCK公司的Sensoplex、Hpneywell公司的SDS、Phoenix公司的InterBus-S等。经过十几年的开展，现场总线的协议逐步趋于一致。针对制造业主动化，DeviceNet在北美和日本用得比较遍及，PROFIBUS-DP在欧洲用得比较遍及。针对进程主动化，PROFIBUS-PA和Foundation Fieldbus占有大部分商场。其他的总线协议如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的范畴也有一些商场。
下面介绍几种首要的现场总线协议及其特色。
1) PROFIBUS
PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力气，依照ISO/OSI参照模型制定的现场总线的德国国家标准，并已成为欧洲标准EN50170，首要由具有400多个公司成员的PROFIBUS用户组成（PNO）进行办理。
PROFIBUS有3部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。
2) DeviceNet
DeviceNet（设备网）是一种低价位的总线，开始由AB公司规划，现在现已开展成为一种敞开式的现场总线的协议，可衔接主动化出产线体系中广泛的工业设备。它的办理安排ODVA由全球多家公司组成，供给设备网的产品、支撑设备网标准的进一步开发。
DeviceNet能够下降设备设备的费用和时刻。操控体系中的挨近开关、光电开关和阀门等可经过电缆、插件、站等产品进行长间隔通讯。而且能够进步设备级的确诊才能。相对于PROFIBUS-DP，DeviceNet具有更强壮的通讯功用，支撑除了主-从办法之外的，多种通讯办法，能够更灵敏地应用于操控体系中。
3) Foundation Fieldbus
高档进程操控现场总线Foundation Fieldbus（基金会现场总线）是针对进程主动化而规划的，它是经过数字、串行、双向的通讯办法来衔接现场设备的。Foundation Fieldbus通讯不是简略的数字4~20mA信号，而是运用杂乱的通讯协议，它可衔接履行简略的闭环算法（如PID）的现场智能设备，一个通讯段可装备32各现场设备。
4) LonWorks
LonWorks（Local Operating Network）由美国Ecelon公司推出，它选用了ISO/OSI模型的悉数七层通讯协议，选用了面向目标的规划办法，经过网络变量把网络通讯规划简化为参数设置，其通讯速率从300bit/s至15Mbit/s不等，直接通讯间隔可达2700m（78kbit/s，双绞线），支撑双绞线、同轴电缆、光线、射频、红外线、电源线等多种通讯介质，被誉为通用操控网络。
5) CAN
CAN是操控网络Control Area Network的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于轿车内部丈量与履行部件之间的数据通讯。
CAN协议也是树立在国际标准安排的敞开体系互连模型基础上的，但其模型结构只要三层：OSI底层的物理层、数据链层和顶层的应用层。其信号传输介质为双绞线，通讯频率最高可达1Mbit/s/40m，具有较强的抗干扰才能。
