现场总线与现场总线控制系统 编者语：正如电子技术是单元式组合仪表控制系统的关键技术，软件技术是数字化控制系统如 DCS、PLC等的关键技术一样，网络技术将是FCS的关键技术。可以说，一套简洁明了、高效可靠、标准化的网络通信规约将是 FCS能否真正成为下一代控制系统的关键。 1 现场信号的通信将从模拟方式走向数字方式 对于一个控制系统来说，其前端的测量和后端的控制是最基础的功能，执行测量、控制功能的设备也是控制系统中最为重要、不可或缺的组成部分。完成测量功能的设备一般称作传感器和变送器，而完成控制功能的设备则称为执行器，这些设备又统称为现场设备，即直接与现场连接的设备，是控制系统与被控对象的接口。 现场设备要正常工作并完成系统赋予它的功能，必须要解决两大问题，一是现场设备本身的供电问题（某些传感器不需供电，如热电偶），另一个是系统与现场设备之间的信号传输问题。供电的问题比较好理解，任何设备要正常工作，就必须由供电电源为其提供所需的能量；而信号的传输问题则比较复杂。 上面谈到，现场设备是控制系统与被控对象之间的接口，因此现场设备是一个“两面”的设备：一方面，现场设备需要与被控对象实现信号的传输，另一方面，现场设备还要与系统进行信号的传输。这是由于被控对象所产生的测量信号和施加于被控对象的控制信号大多不是规范的电信号（电流、电压等），必须经过现场设备的转换，使其成为便于控制系统处理的、统一规格的电信号。一般情况下，现场设备都会安装在现场，即被控对象一侧，与测量控制元件形成了一个一体化的设备，而控制系统则安装在集中控制室中。因此现场设备与被控对象之间的信号连接往往不认为是传输问题，而只把现场设备与控制系统之间的信号连接看成是信号传输。 在以常规仪表组成的模拟控制系统（一般指电动单元组合仪表）中，现场设备通过标准的 4-20mA电流来表示测量值，控制单元使用模拟技术进行控制运算并输出用 4-20mA电流表示的控制值，现场设备使用这个控制值实施控制；而在以计算机为控制器的数字式控制系统（如DCS、PLC等）中，系统首先要将现场设备的4-20mA测量值进行 A/D转换，即进行数字化，经过计算机的运算后产生控制值，再经过 D/A转换形成 4-20mA的控制值，由现场设备实施控制。 习惯上，数字式控制系统中的A/D转换和 D/A转换均被认为是控制系统的一个组成部分，因此无论是模拟控制系统还是数字控制系统，其与现场设备的信号传输均采用 ...
