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工业生产是创造社会财富、满足人们生产生活物质需求的主要方式。由于产品种类千差万别，因此，工业生产行业及相关的企业众多。为了提高产品产量与质量，减少人工劳动，不同行业都在使用自动化系统解决其生产运行自动化问题。由于不同行业的生产加工方式有不同的特点，因此工业控制系统也有鲜明的行业特性。以如图1.1所示的化工生产过程与汽车生产线为例，读者可以看到其中有明显不同。而这种生产特点的不同，对于控制系统执行器的影响表现在：在化工厂这样的流程工业中，大量使用的执行器是如图1.2（a）所示的气动调节阀；而在汽车生产线等离散制造业，大量使用的执行器是如图1.2（b）所示的变频器与变频电机和如图1.2（c）所示的伺服控制器与伺服电机。
图1.1 化工生产过程与汽车生产线
图1.2 不同行业典型的执行器
由于不同行业的生产特点不同，其对自动化系统的要求自然也有所不同，有时甚至差别很大。显然，面对不同行业的不同生产特点和控制要求，不能只有一种工业控制系统解决方案。从工业控制系统的发展来看，各类工业控制系统在产生之初都依附一定的行业，从而产生了面向行业的各类工业控制系统解决方案。以制造业为例，根据制造业加工生产的特点，主要可以分为离散制造业、流程制造工业和兼具连续与离散特点的间歇过程（如制药、食品、饮料、精细化工等）。通常，工业界把离散制造业控制系统称作工厂自动化（Factory Automation，FA）系统，把流程制造工业控制系统称作工业自动化或过程/流程自动化（Process Automation，PA）系统。工厂自动化的典型结构是将各种加工自动化设备和柔性生产线连接起来，配合计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统，在中央计算机的统一管理下协同工作，使整个工厂生产实现综合自动化。而工业自动化系统是指对连续生产过程进行分散控制、集中管理和调度，在保证被控变量在设定值附近的前提下，实现生产过程的稳定、优化、安全和绿色运行，为企业创造最大的效益。
工业控制领域的制造商众多，像西门子、ABB、施耐德等大型自动化公司，其业务一般覆盖工厂自动化和工业自动化；而三菱电机、发那科、罗克韦尔自动化、汇川等公司，其业务主要是工厂自动化；艾默生过程管理、霍尼韦尔、横河电机、浙大中控等公司的主要业务是工业自动化。市场上数量众多的中小型自动化公司（如倍福、研华、台达、亚控科技等），其产品主要面向特定行业或生产某类自动化软硬件设备。
近年来，我国的自动化公司（如汇川、浙江中控技术、和利时等）在技术实力、产品功能和性能等硬实力和产品品牌、服务水平等软实力上发展很快，在不少关键行业实现了自动化系统的国产替代，为确保我国关键基础设施的安全发挥了重要作用。自中国共产党第二十次全国代表大会以后，受到科技创新、科技强国政策的激励，我国的自动化领域科技人员更加重视自动化产品的研发和国产替代。2023年3月，装备我国自主研发的核电数字化仪控系统——“和睦系统”的中广核广西防城港核电站3号机组投产发电，标志着我国在核级控制技术和装备上的重大突破。
除了工业生产系统，还存在电力、燃气等公共设施；隧道、公路、桥梁、码头等交通基础设施；邮电机房、电信基站等通信基础设施；地铁、汽车、火车、船舶等交通运输设施；仓储、物流设施；住宅、办公楼、展览馆等建筑设施，这些设施的运行与监控都大量使用各类控制系统。这些被控对象通常具有测控点分散的特性，不少使用专有的控制设备。但从控制系统的结构和功能的角度看，它们属于本书重点介绍的监督控制与数据采集（SCADA）系统。
由于工业控制系统服务于具体生产，因此，要了解不同行业的生产特点，才能理解这类生产特点对自动化系统的需求，从而了解与其对应的工业控制系统。
典型的离散制造业主要从事单件/批量生产、适用于面向订单的生产组织方式。其主要特点是原料或产品是离散的，即以个、件、批、包、捆等为单位，多以固态形式存在。代表行业是机械加工、电子元器件制造、汽车、服装、家电、家具、烟草、五金、医疗设备、玩具、建材及物流等。
离散制造业的主要特点如下。
（1）离散制造业生产周期较长，产品结构复杂，工艺路线和设备配置非常灵活，临时插单现象多，零部件种类繁多。
（2）面向订单的离散制造业的生产设备布置不是按产品而是按照工艺进行布置的。
（3）所用的原材料和外购件具有确定的规格，最终产品是由固定个数的零件或部件组成的，从而形成明确、固定的数量关系。
（4）通过加工或装配过程实现产品增值，整个过程的不同阶段会产生若干独立、完整的部件、组件和产品。
（5）产品种类变化多，非标产品多，要求设备和操作人员必须有足够灵活的适应能力。
（6）通常情况下，由于生产过程可分离，因此订单的响应周期较长，辅助时间较多。
（7）物料从一个工作地到另一个工作地的转移主要使用机器传动。
由于离散制造业的上述生产特点，因此其控制系统具有下述特征。
（1）检测的参数多数为数字量信号（如启动、停止、位置、运行、故障等参数），模拟量主要是电量信号（电压、电流）和位移、速度、加速度等参数。执行器多是变频器及伺服机构等。控制方式多表现为逻辑与顺序控制、运动控制。
（2）通常情况下，工厂自动化被控对象的时间常数比较小，属于快速系统，其控制回路数据采集和控制周期通常小于1毫秒，因此，用于运动控制的现场总线的数据实时传输的响应时间为几百微秒，使用的现场总线大多是高速总线，如EtherCAT和Powerlink等。
（3）在单元级设备大量使用数控机床，也广泛使用各类运动控制器。可编程控制器（PLC）是使用最为广泛的通用控制器。人机界面在生产线上也被大量使用，帮助工人进行现场操作与监控。
（4）生产多在室内进行，现场的电磁、粉尘、振动等干扰较多。
流程工业一般是指通过物理上的混合、分离、成型或化学反应使原材料增值的行业，其重要特点是物料在生产过程中多是连续流动的，常常通过管道进行各工序之间的传递，介质多为气体、液体或气液混合。流程工业具有工艺过程相对固定、产品规格较少、批量较大等特点。流程工业的典型行业有石油、化工、冶金、发电、造纸、建材等。
流程工业的主要特点如下。
（1）设备产能固定，计划的制定相对简单，常以日产量的方式下达任务，计划相对稳定。
（2）对配方管理的要求很高，但不像离散制造业那样有准确的材料表（BOM）。
（3）工艺固定，按工艺路线安排工作中心。工作中心专门用于生产有限的相似的产品，工具和设备是为专门的产品而设计的，专业化特色较显著。
（4）生产过程中常常出现联产品、副产品、等级品。
（5）流程工业通常流程长，生产单元和生产关联度高。
（6）石油、化工等生产过程多具有高温、高压、易燃、易爆等特点。
由于流程工业具有上述生产特点，因此其控制系统具有下述特点。
（1）检测的参数以温度、压力、液位、流量及分析参数等模拟量为主，以数字量为辅；执行器以调节阀为主，以开关阀为辅；控制方式主要采用定值控制，以克服扰动为主要目的。
（2）通常情况下，流程工业被控对象的时间常数比较大，属于慢变系统，其控制回路数据采集和控制周期通常为100～1000毫秒，因此，一般流程工业所用的现场总线的数据传输速率较低。
（3）生产多在室外进行，对测控设备的防水、防爆、防雷等级的要求较高。
（4）为确保生产的连续性，要求自动化程度高；当生产过程中具有高温、高压等特点时，对于安全等级的要求较高。流程工业广泛使用集散控制系统和各类安全仪表系统。
1）离散制造过程的主要控制技术——运动控制
运动控制（Motion Control）通常是指在复杂条件下将预定的控制方案、规划指令等转变成期望的机械运动，对机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制，以及对转矩和力的控制。
可将运动控制器看作控制电动机运行方式的专用控制器。例如，电动机由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体在上限位、下限位之间来回运行，或者用时间继电器控制电动机按照一定时间、规律正反转。运动控制在机器人和数控机床领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂。
按照使用动力源的不同，运动控制主要可以分为以电动机作为动力源的电气运动控制、以气体和流体作为动力源的气液控制等。其中，电动机在现代化生产和生活中起着十分重要的作用，因此电气运动控制的应用最为广泛。
电气运动控制是由电机拖动发展而来的，电力拖动或电气传动是以电动机为对象的控制系统的统称。运动控制系统多种多样，但从基本结构上看，一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行器和传感器反馈检测装置等组成。
在离散制造业，主要的运动控制器分为专用与通用两类。其中，机床、纺织机械、橡塑机械、印刷机械和包装机械行业主要使用专用型的运动控制器。而在生产流水线、组装线及其他一些工厂自动化领域，主要使用通用型的运动控制器，其中，最典型的产品就是可编程控制器。传统的可编程控制器厂商也开发了相应的运动控制模块，从而可以在一个可编程控制器上集成逻辑顺序控制、运动控制及少量过程控制回路。
2）离散制造过程的主要控制装备
（1）继电器-接触器控制系统。
生产机械的运动需要电动机的拖动，即电动机是拖动生产机械的主体。但对电动机的启动、调速、正反转、制动等控制需要控制系统来实现。用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按一定的接线方式组成的机电传动（电力拖动）控制系统就称作继电器-接触器控制系统。该系统结构简单，价格便宜，能满足一般生产工艺要求。
继电器-接触器控制系统属于典型的分立元件模拟式控制方式。在大量单体设备控制，特别是手动控制中被广泛使用。即使使用了PLC等计算机控制代替了由继电器-接触器控制系统构成的逻辑控制方式，也要使用大量电器元件作为其外围辅助电路或构成手动控制。
（2）专用数控系统。
在离散制造业，数控机床是核心加工装备，被称为工业母机。而数控系统（Numerical Control System，NC）及相关的自动化产品主要是与数控机床配套使用的。数控机床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。这种数控机床是国家工业现代化的重要表征和物质基础之一。
目前，在数控技术研究应用领域主要有两大阵营：一个是以日本发那科（FANUC）和德国西门子为代表的专业数控系统厂商；另一个是以山崎马扎克（MAZAK）和德玛吉（DMG）为代表的自主开发数控系统的大型数控机床制造商。
数控系统是配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统，根据计算机存储器中存储的控制程序执行部分或全部数值控制功能，利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现对一台或多台机械设备的动作控制。
一个典型的闭环数控系统通常由控制系统、伺服驱动系统和测量系统三大部分组成。控制系统的主要部件包括总线、CPU、电源、存储器、操作面板、显示屏、位控单元、数据输入/输出接口和通信接口等。控制系统能按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；测量系统检测机械的直线和回转运动的位置和速度，并反馈到控制系统和伺服驱动系统，来修正控制指令；伺服驱动系统对来自控制系统的控制指令和来自测量系统的反馈信息进行比较和控制调节，控制伺服电机，由伺服电机驱动机械按要求运动。
（3）通用型控制系统。
离散制造业除了设备加工，还存在大量的设备组装任务，如汽车组装线、家用电器组装线等。对于这类生产线的自动化控制系统，以PLC为代表的通用型运动控制器占据了垄断地位。生产线工业控制系统普遍采用PLC与组态软件构成上位机、下位机结构的分布式系统。根据生产流程，生产线上可以配置多个现场PLC站，还可以配置触摸屏人机界面。在中控室配置上位机监控系统，实现对全厂的监控与管理。上位机还能与工厂的MES及ERP组成大型综合自动化系统。
（4）工业机器人。
在现代企业的组装线上，大量使用机械臂或机器人，其典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置（如包装、码垛和SMT）、产品检测和测试等。这些工作的完成都要求高效性、持久性、快速性和准确性。ABB、库卡（被中国美的公司收购）、发那科和安川四大厂家是目前全球主要的工业机器人制造商。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体，即机座和执行器，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行器产生相应的动作；控制系统按照输入的程序对驱动系统和执行器发出指令信号，并进行控制。
工业机器人控制系统的主要任务是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作时间等。要求具有编程简单、使用软件菜单操作、友好的人机交互界面、可在线操作提示和使用方便等特点。
1）流程工业控制系统及其发展
一般认为，工业自动化的发展经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、分散型智能仪表控制系统、集散控制系统和现场总线控制系统的发展历程。控制方式分类：从控制设备的使用方式来看，可以分为仪表控制和计算机控制；从控制结构来看，可以分为集中式控制和分散性控制；从信号类型来看，可以分为模拟式控制和数字式控制。
（1）常规仪表控制系统。
从20世纪60年代开始，工业生产的规模不断扩大，对自动化技术与装置的要求也逐步提高，过程工业开始大量采用单元组合仪表。为了满足定型、灵活、多功能等要求，还出现了组装仪表，以适应比较复杂的模拟量控制和逻辑控制相结合的控制功能的需求。随着计算机的出现，计算机数据采集、直接数字控制（DDC）及计算机监控等各种计算机控制方式应运而生，但由于多种原因没能成为主流。此外，传统的模拟仪表逐步数字化、智能化和网络化。各种计算机化的可编程调节器取代了传统的模拟式仪表，不仅实现了分散控制，还以可编程的方式实现了各种简单和复杂的控制策略。可编程调节器还能与上位机计算机联网，实现了集中监控和管理，简化了控制室的规模，而且提高了自动化水平和管理水平，在集散控制系统（Distributed Control System，DCS）出现以前，曾在大型流程工业得到了广泛应用。
（2）集散控制与现场总线控制系统。
流程工业测控点多，对测控精度的要求较高，常规控制系统很难满足流程工业控制的要求。而计算机技术、通信技术和控制技术的发展，使得开发大型分布式计算机控制系统成为可能。在市场需求和技术的推动下，通过通信网络连接管理计算机和现场控制站的DCS在1975年诞生。DCS采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，自下而上可以分为若干级，如过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级等，满足了大规模工业生产过程对工业控制系统的需求，成为主流的流程工业控制系统。由于现场总线的发展，现场总线控制系统也被开发，并在大型流程工业得到应用。
2）流程工业控制系统的主要仪表与装置
流程工业大量使用DCS进行常规控制，使用安全仪表系统实现安全功能。常规控制系统的基本控制回路包括控制器、执行器、检测仪表和被控对象四部分。其中，控制器可以是控制仪表，也可以是PLC或DCS的现场控制站。执行器主要是气动调节阀和一些开关阀。检测仪表主要检测温度、压力、物位和流程等过程参数和一些成分参数。
3）流程工业控制系统的主要控制策略
在流程工业中，一些复杂过程往往具有不确定性（环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性）、非线性、变量间的关联性、信息的不完全和大纯滞后等特性，因此，流程工业的控制策略受到广泛研究，常用的控制策略可分为简单控制、复杂控制和先进控制（APC）。复杂控制有前馈控制、前馈-反馈控制、比值控制、均匀控制、串级控制、分程控制和解耦控制等。先进控制主要有预测控制和一些智能控制策略等。通常要根据被控过程的特点和控制要求合理选择控制策略，制定控制参数。
正如前面所述，由于工业生产过程的特点不同，其采用的控制系统和控制技术也不同。任何工业控制都离不开控制技术与控制系统，因此，可以从这个角度来分析工业控制发展的两条主线。
（1）工业控制理论与技术：开发具有一定普适性或适用于某行业的控制理论与技术，以这些先进的控制理论与技术应对各类控制工程中的复杂问题。一般认为，工业控制理论与技术经历了经典控制与现代控制阶段，目前处于智能控制阶段。
（2）工业控制系统/装置：主要是不断开发、升级现有的工业控制系统设备，以这些新型的设备作为载体，来支持复杂的控制理论与算法，并实现与调度、管理系统的集成，提高工业生产的自动化水平、管理水平和综合效益。工业控制系统的发展经历了模拟控制、数字化分布式控制阶段，目前处于工业互联网阶段。
就控制系统而言，根据目前国内外文献的介绍，可以把工业控制系统分为两大类，即SCADA系统和DCS。可将现场总线控制系统看作DCS的进一步发展，而PLC是制造业最主要的控制器设备，不属于工业控制系统范畴。由于SCADA系统和DCS同属于工业控制系统，因此从本质上看，它们有许多共性。下面对这些典型系统进行概述性的介绍和比较。
集散控制系统也称分布式控制系统，适用于测控点数多而集中、测控精度高的工业生产过程（含间歇过程）。DCS具有统一的体系结构，具有分散控制和集中管理的功能。JX-300 DCS的体系结构如图1.3所示。DCS的成功主要得益于以下几点。
图1.3 JX-300 DCS的体系结构
（1）具有分布式控制系统结构，可确保系统的可扩展性和可靠性，满足不同规模应用和生产规模扩张的需求，满足生产过程对连续性的要求。
（2）采用多级分层总线，满足具有不同通信速率的设备（如现场网低速、控制网高速）的通信需求，从而实现整个控制系统横向和纵向的信息交换、信息显示和信息集成。
（3）现代计算机软硬件技术和通信技术的大量使用，特别是通过图形化组态方式来进行控制系统集成和应用软件开发，大大简化了系统开发和维护，提高了软件可复用性。
（4）与传统文本式或仪表面板的界面相比，DCS的人机界面极为友好，信息丰富，十分便于操作人员操作。图1.4所示为某垃圾焚烧发电厂的DCS操作界面，可以看出，该界面融合的丰富信息对于操作人员了解整个生产过程和指导操作具有重要作用。
（5）现场控制站分散化和硬件模块化不仅实现了分散控制，提高了系统可靠性，而且便于安装和维护。
（6）软件模块化便于组态各种控制策略，降低了应用软件的开发难度，程序可读性强，特别适合广大自控人员使用。
（7）DCS产品丰富，充分的市场竞争导致DCS价格较为合理，应用领域不断扩大。
现代企业要求实现效益最大化这个目标，必须把自动化系统和企业的调度、优化和管理等信息系统融合，也就是IT与OT的融合。因此，现代的DCS都不是自动化孤岛，并且已超越传统DCS概念的范畴。图1.5所示为基于DCS实现的企业综合自动化系统结构图，可以看出，与经典DCS相比，现代DCS已成为企业信息化系统不可分割的一部分。
图1.4 某垃圾焚烧发电厂的DCS操作界面
图1.5 基于DCS实现的企业综合自动化系统结构图
DCS测控功能强、运行可靠、易于扩展、组态方便、操作维护简便，在化工、发电、冶金、造纸和水泥等大型企业中得到广泛应用。主要的DCS产品有霍尼韦尔公司的Experion PKS、艾默生过程管理公司的DeltaV及Ovition、横河公司的Centum系列、ABB公司的Ability系统（800xA及SymphonyPlus）和西门子公司的PCS7等。国产DCS发展较快，厂家主要有和利时、浙大中控、新华控制、国能智深等。通常，不同厂家的DCS都有主攻的行业市场，如PCS7在啤酒制造领域的市场占有率极高；DeltaV、Centum、Experion PKS和浙大中控DCS主要应用于石化等领域；而Ovition在火电厂领域的市场占有率较高；在水泥、炉窑等领域，ABB和西门子的DCS市场占有率较高；而核电领域的数字化控制系统（Digital Control System）包括核级和非核级产品，该领域的DCS针对性强，在其他行业应用较少。根据美国著名市场调研公司ARC报告，在DCS市场，ABB公司21年蝉联全球第一，2020年，其市场占有率是19.2%。2020年，DCS全球市场价值为150亿美元。
目前，在数字化转型和智能制造时代，DCS的技术与结构也面临较大挑战。西门子推出了PCS7 neo系统，与其主流的PCS7并行发展。PCS7 neo依然使用现有PCS7成熟的硬件，但其工程组态和运行界面都基于Web。
说到DCS的优点（也是其主要特点），我们最耳熟能详的就是“控制分散，管理集中”。实际上，与早期的DDC相比，DCS的控制是分散的，但相对于石化等领域早期的仪表控制（模拟仪表、数字化仪表等）方式，其控制却是集中的。现有的一个DCS控制站，都会组态几十个甚至上百个模拟量控制回路，显然，这种控制实质上还是较为集中的，风险分散是相对的。控制器软硬件的可靠性的提高及冗余技术的使用，把DCS这种相对分散的控制方式的风险降低了。现场总线控制系统与DCS相比，实现了较为彻底的控制分散，其控制功能可以在位于现场的总线仪表中实现。
1）现场总线与现场总线控制系统概述
随着通信技术和数字技术的不断发展，逐步出现了以数字信号代替模拟信号的总线技术。1984年，现场总线的概念被正式提出。国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）对现场总线（Fieldbus）的定义为如下：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串行、多结点的数字通信技术。以现场总线为基础，产生了全数字的新型控制系统——现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）。现场总线控制系统一方面突破了DCS采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了由封闭系统造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。通过采用具有现场总线接口的仪表替换传统的模拟仪表，把现场控制回路的模拟控制转换为依赖总线的数字控制，现场控制回路的模拟控制与依赖总线的数字控制如图1.6所示。可以说，开放性、分散性与数字通信是现场总线控制系统最显著的特征。过程工业主要的现场总线是FF和Profibus-PA。
图1.7所示为艾默生DeltaV控制系统，该系统在传统DCS的基础上融入了现场总线。现场总线控制系统可以包容多种类型的总线，因此，其支持的总线设备的数量和种类很多。
图1.6 现场控制回路的模拟控制与依赖总线的数字控制
现场总线控制系统具有以下显著特性。
（1）互操作性与互用性。
互操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点、一点对多点的数字通信。互用性意味着不同生产厂家的性能类似的设备可以进行互换，从而实现互用。
（2）智能化与功能自治性。
现场总线控制系统将传感测量、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，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
（3）系统结构的高度分散性。
现场设备本身具有较高的智能特性，有些设备具有控制功能，因此可以使控制功能彻底下放到现场，使现场设备之间可以组成控制回路，从根本上改变现有DCS控制功能仍然相对集中的问题，实现彻底的分散控制，简化系统结构，提高可靠性。
图1.7 艾默生DeltaV控制系统
（4）对现场环境的适应性。
工厂网络底层的现场总线工作在现场设备前端，是专门为在现场环境下工作而设计的，它可支持多种传输介质和多种总线结构，具有一定的抗干扰能力。能采用二线制实现供电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。总线可以采用总线型、树形、菊花形或点对点及其混合结构，组网方式十分灵活。
2）现场总线控制系统组态与应用现状
实际上，单从系统结构来看，新型的DCS与FCS无显著区别，特别是新型DCS也能比较好地支持各类现场总线，但在控制功能的实现上，两者是有区别的。以如图1.8（a）所示的压力控制回路原理图为例，在DCS中，这个控制回路组态好后，要下载到控制器，由控制器来执行。但在FCS中，PID控制回路和仪表参数组态好后分别下载（在DeltaV系统里称为分配）到现场的相关总线仪表中，其中，PID控制功能是由该FF总线压力仪表[见图1.8（b）左侧]来执行的。需要说明的是，即使是FCS，也存在少量不支持现场总线的仪表（如分析仪）或成套机组自带的特殊仪表，需要使用传统的4～20mA的模拟信号。
在我国，上海赛科是最早大规模使用FCS（艾默生DeltaV）的企业。但经过这些年工业过程的应用实践，发现FCS存在显著的抗干扰性能差、通信速率慢、维护困难等问题。近些年来，无论是系统厂商还是用户，对FCS的热度都明显下降。流程工业控制系统还是以DCS为主，新上项目很少使用FCS。造成这种情况的原因并不是FCS的控制分布在现场的理念有问题，而是现场总线。目前新的Ethernet-APL（Advanced Physical Layer）作为以太网的物理层，支持各种以太网通信协议，满足过程工业对现场仪表供电、通信速率、危险区域使用等的要求，有助于工业控制网络以太网一网到底，展现了非常好的应用前景，未来大有取代现场总线的趋势。
图1.8 现场总线控制系统典型回路工作原理及其实现