导言
工业操控网络技能与核算机技能、网络技能和操控技能的开展休戚相关，而且它是在现代化对工业出产的要求下提出与开展起来的。在20世纪60年代，模仿外表被人们用微处理器和一些外围电路构成的数字外表所替代，这种操控方法被称为直接数字操控（Direct Digital Control–DDC），提高了体系的操控精度和操控的灵敏性。20世纪80年代中后期，操控回路进一步增多，简略的DDC体系现已不能满意其时的办理要求。所以，分层操控体系应运而生。之后因为核算机网络技能的飞速开展，一起出产进程和操控体系也进一步杂乱化，核算机网络技能被使用到了操控体系的前置机之间和上位机的数据传输中。其间，前置机与上位机之间的数据传输更改为选用核算机网络完结。一起，上位机与一般站点，它们完结的逻辑功用不同。此外，上位机增加了网络的装备功用。这样的操控体系称为集散操控体系，即Distributed Control System—DCS。20世纪80年代后期，人们对DCS进行了改善，在DCS的根底上开端开发适用于工业环境的网络协议和网络成果，而且完结了传感器、操控器层的通讯，即为现场总线（Field-Bus）。
跟着时刻的推移，人们对工业操控体系的要求越来越高，使得世界上许多闻名的自动化公司开宣布更为杂乱的多层结构的工业操控网络。其间，工业操控网络是工业企业网的重要组成部分，也是工业企业网中不可或缺的一部分。
1 关于现场总线技能
1.1 现场总线的概念
依据世界电工委员会IEC61158规范的界说，现场总线是指使用在制作进程区域现场设备和操控室内自动操控设备之间的包含数字式、多点、串行通讯的数据总线，即工业数据总线。是敞开式、数字化、多点通讯的底层通讯网络。以现场总线为技能中心的工业操控体系，称为现场总线操控体系FCS（Fieldbus Control System），它是自20世纪80年代末开展起来的新式网络集成式全散布操控体系。
其间，现场总线系一致般被称为第五代操控体系。第一代操控体系为50年代前的气动信号操控体系PCS，第二代为4~20mA等电动模仿信号操控体系，第三代为数字核算机会集式操控体系，第四代为70年代中期以来的集散式散布操控体系DCS。
1.2 现场总线技能
现场总线技能将专用的微处理器置入了传统的丈量操控外表，使其各自都具有了多多少少的数字核算和数字通讯才能，成为能独立承当某些操控、通讯使命的网络节点。它们经过一般双绞线、光纤、同轴电缆等多种途径进行信息传输，这样就能够构成以多个丈量操控外表、核算机等作为节点衔接成的网络体系。该网络体系依照规范和揭露的通讯协议，在坐落出产现场的多个微机化自控设备之间，以及现场外表与用作办理、监控的长途核算机之间，完结数据传输与信息同享，进一步构成了各种习惯实际需求的自动操控体系。
如图一所示，为一简略的现场总线体系。
1.3 现场总线的分类
典型的现场总线技能包含了基金会现场总线FF（Foudation Fieldbus），LonWork现场总线，Profibu现场总线，CAN现场总线以及HART现场总线。
1.4 现场总线技能的特色
现场总线技能具有体系的敞开性，互可操作性与互用性，现场设备的智能化与功用自治性，体系结构的高度涣散性以及对现场环境的习惯性等。
其间敞开体系是指通讯协议的揭露，不同厂家的设备之间也能够互联并相互交流信息。一个敞开体系能够与任何恪守相同规范的其他设备、体系相衔接。这样用户才能够依照自己的需求把来自不同供给厂商的产品自由组合。
除此之外，现场总线技能还具有以下长处：节约硬件数量与出资，节约设备费用，节约保护开支，用户具有高度的体系集成主动权以及提高了体系的准确性与可靠性。
2 关于DCS体系
2.1 DCS体系的概念
集散操控体系，英文为Total Distributed Control System，即为DCS体系。它是20世纪70年代中期开展起来的涣散型核算机操控体系，而且以微处理器为根底，一起结合了操控技能、通讯技能、核算机技能、网络技能和阴极射线管图形显现技能。该设备是使用核算机技能对出产进程进行会集监督、操作、办理和涣散操控的一种全新的散布式核算机操控体系。
如图二所示，为DCS体系。
2.2 DCS体系的组成
迄今为止，全世界现已开发各种类型的DCS体系千余种。尽管各具特色，可是它们在体系组成和操控功用等方面，都有一起的特色。集散操控体系根本上都由涣散进程监控设备、会集操作办理设备和通讯体系三大部分组成。其结构如图三所示。
集散操控体系的根本结构图
2.3 DCS体系的根本功用
DCS体系尽管形式多样，可是其具有的功用根本上是相同的，包含：输入处理功用、输出处理功用、操控功用、通讯功用、人-机接口功用、自确诊功用以及冗余技能、
2.4 DCS体系的优越性
运用涣散操控和会集显现、会集操作、会集办理这一根本思想构成的DCS，具有的特色为：操控功用完善、完善的人-机联络和会集监控功用、体系扩展灵敏、安全可靠性高、设备调试简略以及具有杰出的功能价格比。
3 现场总线技能与DCS体系的联络
3.1 现场总线技能的开展
现场总线技能的开展体现在两个方面，一个是高速现场总线技能的开展，别的一个是低速现场总线范畴的持续完善和开展。
就现在而言，现场总线产品首要针对的是低速总线产品，用于运转速率较低的范畴，对网络的功能要求不高。而高速现场总线首要使用于互联操控网、衔接操控核算机、处理速度快的设备以及完结低速现场总线网间的衔接，是充沛完结体系的全涣散操控结构所有必要的。可是现在高速现场总线这一环节还相对单薄。
整体来说，自动化体系与设备将向现场总线体系的结构改动，而且向着趋于敞开一致的方向开展。一起，在独自的现场总线体系下不或许只包容单一的规范，加上商业利益的唆使，各种现场总线技能都在十分激烈的市场竞争环境中求得开展。所以有理由以为，在将来的不久，会集总线规范的设备经过路由网关互联而且会完结信息同享的局势。
3.2 DCS体系的开展
成熟期集散操控体系的研发作业，一方面是硬件和软件技能的不断更新，另一方面是开发高一层次的信息办理体系，以习惯企业开展的需求。从硬件结构上看，这一时期的DCS都在网络节点上衔接了体系办理模件，此外还增加了网间衔接器。再之后，DCS把进程操控，监督操控，办理调度更有机地结合了起来。其特色是归纳化、敞开化和现场级的智能化。20世纪90年代今后，跟着通讯技能、半导体集成技能等的快速开展，以及人们对操控和办理要求的不断提高，呈现了新一代的DCS体系。
