下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
工业测控设备和系统中长期采用RS-232 /485 通信标准，这是一种低速率的数据传输标准，而且其协议并不完善，难以组成大规模的网络系统。控制系统的复杂性和规模增大。如工业现场控制或生产自动化领域中需要使用传感器、控制器等分布广泛的设备，如果采用传统的星形网络拓扑结构或LAN组件及环形拓扑结构成本较高，那么在最底层就需要设计一种造价低又适于现场环境的通信系统，这后来被称为现场总线。
1983 年,Honeywell公司推出的智能化仪表，在4～20 mA首流信号上叠加了数字信号，使现场与控制室之间的信息交换由模拟信号向数字信号过渡。 Rosemount公司在此基础上制订了HART数字通信协议。此后的十几年间，各大公司都相继推出各种智能仪表，基本上都是模拟数字混合仪表，它们克服了单一模拟信号仪表的技术缺陷，为现场总线的产生奠定了基础。
但是，不同公司的DCS系统不能互联。各种仪表通信标准也不统一，或功能太简单（如RS-232,RS-485），严重束缚了工厂底层网络的发展，从用户到制造商都强烈要求统一标准，组成开放互联网络，即现场总线。
现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。根据国际电工委员会IEC（ International Electrotechnical Commission）标准和现场总线基金会FF（Fieldbus Foundation）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。现场总线是“在制造/过程现场和安装在生产控制室先进自动化装置中配置的主要自动化装置之间的一种串行数字通信链路”。
现场总线是在生产现场的测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信、完成测量控制任务的系统。它是一种开放型的网络，使测控装置随现场设备分散化，被誉为自控领域的局域网。它在制造业、流程工业、交通、楼宇等处的自动化系统中具有广泛的应用前景。
现场总线的本质含义表现在以下4 个方面：
现场总线的工作场所是以生产现场为主，是一种串行多节点数字通信系统。现场总线最基本的功能是连接生产现场的智能仪表或设备，一般的测量和控制功能将逐渐分散到现场的设备中来完成。采用现场总线的系统可节约大量的电缆，通常费用较低，可用低廉的造价组成一个系统，而且与上层网络连接的费用也不高。
不同厂家产品只要使用同样的总线标准，就能实现设备的互操作、互换，这使设备具有更好的可集成性。用户具有高度的系统集成主动权。
实现了现场通信网络与控制系统的集成，使控制系统在功能和地域上彻底分散化。现场设备智能化程度高，功能自治性强。
现场总线除了传输信息外，还可完成现场设备供电的功能。总线供电不仅简化了系统的安装布线，而且还可通过配套的安全栅实现本质安全系统，为现场总线控制系统在易燃易爆环境中应用奠定了基础。
系统为开放式，可让不同厂商将自己专长的技术（如控制算法、工步流程和配方等）集成到通用系统中，使系统的组织更灵活、更有针对性。同时，开放式的系统给系统的升级扩容维护检修也带来很大便利。
1984 年,ISA（美国仪表协会）最早开始制订现场总线标准。1985 年，国际电工委员会决定由Proway Working Group负责现场总线体系结构与标准的研究制订工作。其后的10 年间，欧美等国为主的自动化设备制造商组织制订了多个现场总线标准。从OSI网络模型的角度来看，现场总线网络一般只实现了第一层（物理层）、第二层（数据链路层）、第七层（应用层）。