撰写人：___________日 期：___________目录1现场总线技术概述 61.1现场总线的定义： 61.2 现场总线技术产生的意义 61.3 现场总线技术的发展现状与展望 61.3.1 现场总线技术的发展现状 61.3.2 现场总线技术的应用展望 82现场总线的种类 92.1基金会现场总线 92.2 LonWorks 92.3 Profibus 102.4 CAN 112.5 HART 112.6 RS-485 123各种现场总线的特点和应用领域 133.1 PROFIBUS现场总线 134.现场总线控制系统的发展 154.1现场总线控制系统体系结构 154.2自动控制领域的发展过程 15第一代过程控制体系 15第二代过程控制体系 15第三代过程控制体系 15第四代过程控制体系 16第五代过程控制体系 164.3现场总线协议控制器 164.4智能化配电系统 164.5现场总线崛起的过程 174.6现场总线的技术基础 174.7多现场总线技术 174.8 现场总线的技术特点 194.8.1 系统的开放性 194.8.2 互可操作性与互用性 194.8.3 现场设备的智能化与功能自治性 194.8.4 系统结构的高度分散性 194.8.5 对现场环境的适应性 194.9现场总线控制系统与其他控制系统的比较 204.9.1 模拟仪表控制系统 204.9.2 集中式数字控制系统 214.9.3 集散控制系统（DCS） 214.9.4 现场总线控制系统（FCS） 215现场总线技术的优势 225.1现场总线的优点 22节省硬件数量与投资 22节省安装费用 22节省维护开销 22用户具有高度的系统集成主动权 22提高了系统的准确性与可靠性 235.2现场总线系统与传统的DCS相比，具有以下技术特点和优势。
245.2.1 全数字通信 245.2.2 控制分散 245.2.3 开放性、互操作性 245.2.4 多分支结构 255.2.5 现场设备状态可控 255.2.6 降低了系统及工程成本 255.3基于现场总线的自动化监控及信息集成系统主要优点 25增强了现场级信息集成能力 25开放式、互操作性、互换性、可集成性 25系统可靠性高、可维护性好 26降低了系统及工程成本 266现场总线的发展趋势 276.1现场总线的发展不会被计算机通信技术取代 27现场总线与一般计算机通信在功能上的不同 27现场总线与一般计算机通信在要求上的不同 27现场总线与一般计算机通信在结构上的不同 286.2国内现场总线的发展趋势 297工业以太网 317.1前言 317.2工业以太网的研究现状 31以太网集线器 31在以太网的协议中加入实时功能 32工业以太网的研究课题 327.3工业以太网的应用实例 327.4现场总线与工业以太网的区别 338结束语 33现场总线技术及其应用研究中文摘要:现场总线技术自70年代诞生至今，由于它在多方面的优越性，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命本文从多个方面介绍了现场总线技术的种类、现状、应用领域及前景。
现场总线FF（Field Bus）的概念起源于70年代，当时主要考虑将操作室的现场信号和到控制仪器的控制信号由一组总线以数字信号形式传送，不必每个信号都用一组信号线随着仪表智能化和通讯数字化技术的发展，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，由全数字现场控制系统代替数字与模拟分散型控制系统已成为工业化控制系统发展的必然趋势 现场总线已经发展成为集计算机网络、通信技术、现场控制、生产管理等内容为一体的现场总线控制系统FCS（Field-bus Control System）它将通信线一直延伸到生产现场生产设备，用于过程和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络，将传统的DCS三层网络结构变成两层网络结构，降低了成本，提高了可靠性，实现了控制管理一体化的结构体系English summary :Fieldbus technology since the 70 birth date, because of its superiority in many ways to get a wide range of promotion, led to a revolution in the field of automatic control. This article describes several aspects of the types of field bus technology, status, applications and prospects.Fieldbus FF (Field Bus) concept originated in the 70's, the main consideration was the operating room on-site signals and control signals to control the instrument by a team bus to the digital signal is transmitted, each signal having a set of signal lines are used . Intelligent instrumentation and communication with the digital technology, digital communication network extends to the field of industrial process possible, by the all-digital on-site instead of digital and analog control system Distributed control system industrial control systems have become an inevitable trend.Fieldbus has developed into computer networks, communication technology, field control, production management, etc. as one of the field bus control system FCS (Field-bus Control System). Communication line will extend to the production site has been producing equipment for process and manufacturing automation equipment or field instrument field-site communication network interconnection, the traditional DCS network structure into a two-tier network architecture, reduce costs, Improve the reliability, control and management to achieve the integration of architecture.关键词：现场总线技术、自动控制、发展趋势致谢: 本课题在选题及研究过程中得到刘萍老师的悉心指导，刘老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓思路，精心点拨热忱鼓励。
刘老师一丝不苟的作风严谨求实的态度踏踏实实的精神不仅授我以文，而且教我做人，对刘老师的感激之情是无法用言语表达的！ 感谢萧申昕老师、杨彦老师、李林老师等对我的教育培养，他们细心指导我的学习，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬！ 许多同学及朋友为我提供了良好的研究条件和精确资料，谨向各位同仁表示诚挚的敬意和谢忱！ 感谢我的父母，焉得湲草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿！在论文即将完成之际，我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友、给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！前 言现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。
现场总线控制系统（FCS）是顺应智能现场仪表而发展起来的它的初衷是用数字通讯代替4－20mA模拟传输技术，但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化（仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录）的发展，在控制领域内引起了一场前所未有的革命控制专家们纷纷预言：FCS将成为21世纪控制系统的主流1现场总线技术概述1.1现场总线的定义：目前，公认的现场总线技术概念描述如下：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线其中，"生产过程"包括断续生产过程和连续生产过程两类或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统1.2 现场总线技术产生的意义（1）现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术；是一次工业现场级设备通信的数字化革命现场总线技术可使用一条通信电缆将现场设备（智能化、带有通信接口）连接，用数字化通信代替4-20mA/24VDC信号，完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能2）传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的"信息孤岛"，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。
3）基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络， 构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础 1.3 现场总线技术的发展现状与展望1.3.1 现场总线技术的发展现状从20世纪90年代以后，现场总线技术得到了迅猛发展，出现了群雄并起、百家争鸣的局面目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，其中最具有影响力的有5种，分别是FF、Lon Works、Profibus、CAN和HARTFCS（Filedbus control system）则是基于现场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控制系统网络，按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数。