基于现场总线技术的先进控制系统
基于现场总线技术的现代化控制系统探析
基于现场总线技术的现代化控制系统探析摘要:当下一项新技术的发展正逐渐对传统控制系统结构进行变革,这项技术就是现场总线技术。
目前已有大量的自动化软件企业利用现场总线技术开放性的技术特点,以自主开发的控制系统软件为内核,创造出基于现场总线技术的现代化控制系统。
本文概括了可编程逻辑控制系统向基于现场总线先进控制系统的发展历程,并对系统结构组成及市场前景进行简要分析。
关键词:分布式控制系统现场总线FCS PLC1 传统控制系统向基于现场总线控制系统的演变1.1 从可编程逻辑控制器到通用工业计算机若要使不同厂家生产的PRPOFIBUS产品能够相互协同工作,必须要建立数据库文件,PROFIBUS的电子设备数据文件(GSD)应运而生,通过PROFIBUS的电子设备数据文件(GSD)描述产品的性能参数, PROFIBUS组态工具根据厂家提供的GSD文件,将PROFIBUS产品集成在一起,共享同一个总线系统。
3 基于现场总线的现代控制系统市场前景分析3.1 市场需求当前环境下,各行业竞争激烈。
只有不断引入新技术才能持续稳定地发展已逐渐成为企业间的共同认知。
现场总线技术将成为今后自动化技术的发展趋势,基于现场总线的现代控制系统以其明显的技术优势和成本优势,必将在分布式控制系统市场中将逐步替代传统的可编程自动控制系统产品。
3.2 企业效益对现场设备制造厂商参与基于现场总线的先进控制系统开发的现场设备制造商将本企业传统产品提高了一个技术水平。
由于现场总线技术的开放性,企业开发的现场总线产品可以集成到任何现场总线控制系统中。
4 结语在我国无数的企业已经开始认可现场总线技术,并因其标准化、开放性及低成本的特点获得丰厚利润,这样,既可带动国内自动化行业的发展,又将国内工业自动化装备到制造水平提高到一个新的高度,使我国自动化行业在以后国际自动化技术领域中及市场环境中获得竞争的实力。
参考文献[1] 冯勇,霍勇进.现代计算机数控系统[M].机械工业出版社,1996.[2] 丁富强.高性能数控系统的控制[D].洛阳:洛阳工学院,1997.[3] 邱学飞.基于PPC、PLC及现场总线的铁路大型养路机械电气控制系统[J].铁道通信信号,2007(8):67-68.[4] 谢学锋.机械电气控制装置中的PLC应用[J].企业导报,2012(16):272.[5] 胡中全,高锦宏,徐小力.智能化差示扫描量热仪系统研究[J].电子技术,2008，4.[6] 孙凯等.基于微控制器的风速计在线控制和测量系统设计[J].传感技术学报,2006，6.[7] 胡修林,李喜林,唐祖平.基于嵌入式多任务系统的串口通信[J].单片机语嵌入式系统应用,2006，6.[8] 阳宪惠.现场总线技术极其应用[M].清华大学出版社,1999.[9] 范铠.现场总线的发展趋势[J].自动化仪表学报,2000，2.[10] 斯可克.现场总线的现状与发展[J].自动化博览学报,2000，3.[11] 林瑞全.利用现场总线技术实现对系统的网络集成式全分布控制[J].中国仪器仪表,2000，1.[12] 王锦标.现场总线控制系统[J].微计算机信息,1996，6.。
基于现场总线技术的远程液位控制系统
Ｌｉ ｑｕｉ ｖｅ ｍ ｏ ｅ Ｃｏ ｒ ｌＳ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｅ ｄ ＢｕｓＴｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｄ Ｌｅ ｌ Ｒｅ ｔ ｎｔ ｏ ｙｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｆｉ ｌ ｃ ｌｇ
ＬＩ Ｂａ — ａ ， －ｏ ｇ Ｎ ｏ ｑｕ ｎ ＬＩ Ｙｕ ｒ ｎ
（ ｏｌ ｅｏ Ｅｅｔｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇａ ｄＡ ｔｍａｉｎＦｕｈ ｕＵｎｖｒｉ ｚ ｏ ５ ８ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｌｃｒ ａ ｇｎｅｉ ｎ ｕｏ ｔ ， ｚ ｏ ｉ ｓｔ Ｆｕｈ ｕ３ ０ ， ｈｎ ） ｅ ｆ ｃ Ｅ ｎ ｏ ｅ ｙ １ ０ Ａｂ ｔａｔＴ ｉｐ ｐ ｒｏ ｋｔｅｂ ｉ ｒ ｉｕｄｌｖ ｌ ｅ ｉｅｉ ｅＬ ＣＳ３ｐｏ ｅｓｃ ｎｒ ｌｙ ｔｍ ｓ ｏ ｔ ｌ ｄｏ ｊｃ． ｈ ｉ ｒ ｕｅ ｓｒ ｃ： ｈｓ ａ ｅ ｏ ｏｌ ｑ ｉ ｅ ｅ ｄ ｖｃ ｔ Ｐ ‘ ｒｃｓ ｏ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅｌ ｎｈ ｏ ｓ ｅ ａ ｃ ｎｒ ｌ ｂｅ ｔＴ ｅｄｓ ｉ ｔｄ ａ ｏｅ ｔｂ
ｌ Ｐ Ｆ ＢＵ 现 场 总线 ＲＯ Ｉ Ｓ
现 场 总线是应 用 在现场 的，在测 量控 制设 备之
中主站 周期 性 的顺 序 同从站 交换数 据 。
２ 基 于 总 线 控制 技 术 的 液 位 系统
ｃ ｎ ｔ ｕ ｔ ｄ Ｔｈｅ ＰＩ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｓｕｓ ｄ ｔ ａ ｒ ｔｃ ｏｓ ｄ ｌ ｏ ｏ ｔｏｌｆ ｈｅ ｓ ｓ ｅ ｔ ｅ ｌｚ ｅ ｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｆ ｒｔ ｅ ｌｑ ｉ ｅ ｅ ｏ ｓｒ ｃｅ ． Ｄ ｌ ｏ ｉｈ ｗａ ｅ ｏ ｃ ｒｙ ｏｕ ｌ ｅ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｏｒｔ ｙ ｔ ｍ ｏ ｒ ａ ｉ ｅ ｒ ｍ ｔ ｏ ｔ ｏ ｏ ｈ ｉ ｕ ｄ ｌ ｖ ｌ ｃ ｎ ｒ ｙｓ ｅ ． ｏ ｔｏｌ ｓ ｔｍ
基于现场总线技术的温室环境控制系统样本
题目基于现场总线技术温室环境控制系统研究学生姓名专业班级学号院（系）指引教师完毕时间摘要温室技术具备合理运用农业资源、保护生态环境、提高农产品产量及在国际市场竞争力等优势, 已成为当前国际前沿性研究领域。
如何运用自动控制系统有效地提高温室环境控制水平和当代化管理限度, 是温室技术研究重要课题之一。
随着过程控制技术、通讯技术、自动检测技术及计算机技术发展, 将工业上较为成熟、先进控制办法和管理手段引入到农业生产设施中, 实行有效温室环境控制, 已成为现阶段温室技术重要研究方向。
本文阐述了温室环境控制原理, 简介了温室构造和材料, 分析了温度、湿度对温室内作物影响, 并在此基本上提出了智能化温室环境控制系统总体方案, 由PC机和多台西门子PLC构成分布式控制系统, PC机和力控组态软件重要完毕参数设定、数据解决等任务；而下位机重要完毕数据采集、解决等实时控制任务。
本文以智能温室为研究对象, 对智能温室控制算法进行研究。
温室环境系统是一类多变量大惯性非线性系统, 且有交连, 时滞等现象, 很难对此类系统建立精准数学模型及用典型控制办法实现控制。
基于上述状况, 本文采用模糊控制算法, 选用T—S模型进行模糊推理, 并完毕了算法PLC程序实现。
随后讨论了基于Profibus—DPPLC网络组态办法, 解决了监控层与过程控制层间网络通讯和接口问题, 并运用力控组态软件, 依照温室环境系统监控规定设计编写了上位监控软件, 实现远程监控、报警记录、曲线显示和顾客管理等多项监控功能。
文章最后将模糊理论知识表达与神经网络自学习能力有机地结合起来, 提出了一种模糊神经网络控制方案, 并针对温室灌溉系统控制, 在MATLAB中进行了仿真实验, 由此验证了模糊神经网络这种控制办法应用于温室自动控制系统可行性。
整个系统经实际运营表白：具备容错性强、效率高且易扩展, 合用性较强等特点, 为实现温室环境更多参数测控系统研究和设计奠定了技术基本。
基于现场总线技术的分布式电气控制系统应用
基于现场 总线技 术的分布 式 电气控制 系统 应 用
马 艳洁
（ 阳职 业技 术 学 院 ， 宁 沈 辽 沈阳 １ ０４ ） １０ ５
【 摘
要】 分布式 电气控 制 系统相 比一般 的电气控 制 系统更为可靠、 灵活 、 、 开放 便于维护 ， 适合 目前工业生产制造 中的应 用。
以取得 最 佳 效 果 。 引起建筑 的全面倒塌 。如果体型尺寸有变化 ， 也应下大上小逐 用 ， 随着社会经济 的迅速发展和建筑功 能的多样化 ， 城市人 口 渐变化 ， 不应 发生过 大的突变 。上 下楼层 收进使 得体型较小 的
促使 高层 情况 经常发生 ， 对于收进 的尺寸应当 限制。（） ３建筑基础 的设计 的不断增多及建设用地 日趋紧 张和城 市规划 的需要 ， 与布置。高层建筑的上层 结构载荷很大， 基础底面压力也很大， 建筑得 以快速发展。另一方面 由于轻质高强材料的开发及 新的 抗风和抗 震理论 的不断完善 ， 加之新 的 应采 用整 体性好、 能满足地基 的承载力和建筑物 容许变形要求 设计 计算理论 的发展 ， 特别是计算机 的普及和应用 以及 并能调节不均匀沉 降的基础形式。根据 上部结构类 型、 层数、 载 施 工技术和设备 的不 断涌现， 为迅速发展高层建筑提供 了必 要的 荷 及 地 基 承 载 力 ， 以用 筏 型 基 础 或 箱 型 基 础 ： 可 当地 基 承 载 力 结构分析手段 的不 断提 高， 技术条件 。 或变 形 不 能 满 足 设 计 要 求 时 ， 以采 用 桩 基 或 复 合 地 基 。筏 型 可
快 速 发 展 起 来 的一 种 工 业 数 据 总 线 ， 主 要 解 决 工 业 现 场 的 智 纽带的多级计算机系统 ， 它 综合 了计算机、 通信、 显示和控制等 ４ ｃ
现场总线技术及控制系统应用与集成
现场总线技术及控制系统应用与集成张劲松[文章摘要]本文介绍了现场总线的概念，说明了现场控制系统FCS作为新一代网络集成式全分布控制系统的特点及其优势，从应用的角度分析了现场总线的技术特点，针对应用现场总线的一些问题进行了探讨。
并介绍了如何实现DCS与FCS 的网络集成问题。
[关键词] 现场总线、现场控制系统、网络集成、现场总线应用概述：随着控制、计算机、通信、网络、信息等技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。
现场总线的出现标志着工业控制技术领域新时代的开始。
现场总线是90年代初期兴起的一种先进工业控制技术，和DCS相比是一种全数字化、全分散式、全开放、可互操作和开放式互联网络的新一代控制系统；是计算机技术，通信技术和控制技术的综合与集成;它将通信线一直延伸到生产现场生产设备，用于过程自动化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，它将传统的DCS三层网络结构变成两层网络结构“工作站现场总线智能现场仪表”，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。
目前各类现场总线产品有40多种，本文将从应用的角度出发，对现场总线系统进行分析之后，针对应用现场总线系统时工程中关心的有关问题开展讨论，介绍了如何实现DCS与FCS 的网络集成问题。
集中式于现场总线用全数字的双向通信代替了传统4-20mA模拟信号，将点对点接线方式改用一根通信电缆同时连接多台设备，并且还能通过总线对设备供电。
因此现场总线能够极大地简化布线和降低初装成本。
现场总线使现场级的控制得到加强，实现控制功能的彻底分散。
它通过一套标准的通信协议，将现场设备和控制系统完善地结合在一起，以一种现场设备和控制系统都能理解和运用的数字化语言，进行良好的信息沟通，进而实现设备之间的相互操作。
2、现场总线构造了网络集成式全分布控制系统现场总线导致了传统控制系统结构的变革，形成了新型网络集成式全分布控制系统FCS。
基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发
基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，工业机器人在生产线上的应用日益广泛。
作为工业机器人的核心组成部分，控制系统的性能直接决定了机器人的运动精度、稳定性和工作效率。
EtherCAT总线作为一种高性能的以太网现场总线技术，以其低延迟、高带宽和易扩展等特点，在工业控制领域得到了广泛应用。
本文旨在研究并开发一种基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统，以提高工业机器人的运动性能和控制精度，满足日益增长的自动化生产需求。
本文将首先介绍EtherCAT总线技术的基本原理和特点，分析其在工业机器人控制系统中的应用优势。
接着，将详细阐述六轴工业机器人的运动学模型和动力学特性，为控制系统的设计提供理论基础。
在此基础上，本文将重点研究控制系统的硬件架构和软件设计，包括EtherCAT主从站的选择与配置、运动控制算法的实现以及实时通信协议的优化等。
还将探讨控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题，以确保系统在实际应用中的稳定运行。
本文将通过实验验证所设计的控制系统的性能，并与传统控制系统进行对比分析。
实验结果将展示基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统在运动精度、响应速度和负载能力等方面的优势，为工业自动化领域的技术进步做出贡献。
二、EtherCAT总线技术EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种专为工业自动化领域设计的实时以太网通信协议。
它基于标准以太网技术，通过优化数据传输和同步机制，实现了高性能、低延迟的通信，特别适用于对实时性要求极高的工业控制系统中。
高速数据传输：EtherCAT协议支持高达100Mbps的数据传输速率，确保控制系统能够实时处理大量数据。
确定性延迟：通过优化网络结构和数据传输方式，EtherCAT实现了微秒级的确定性延迟，这对于精确控制工业机器人等应用至关重要。
1集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较
1集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较1．集散控制系统dcs与现场总线控制系统fcs的比较1．1概述fcs、dcsFCS是在DCS的基础上开发的。
FCS符合自动控制系统的发展趋势，将取代DCS。
这是业内人士的基本共识。
然而，任何新事物的发生和发展都是在旧事物的扬弃中进行的，FCS与DCS之间的关系也不例外。
FCS代表了趋势和发展方向，DCS代表了传统和成熟，这也是一个具有独特优势的事物。
特别是在现阶段，FCS还没有统一的国际标准，DCS由于其开发成熟、功能齐全、应用广泛，处于不可完全替代的地位。
我认为FCS应该与DCS兼容。
无论是FCS还是DCS，它们最终都是满足整个生产过程的系统控制（PCS）。
首先，从工程成本和效益的角度来看，现场总线的根本优势是良好的互操作性；结构简单，布线成本低；控制功能分散、灵活可靠，现场信息丰富。
然而，这些优势是基于FCS系统的初始安装。
如果NoO企业已经建立了完善的DCS，现在要向FCS过渡，他们必须仔细考虑现有投资对现有投资的回报率。
我们应该充分利用现有的DCS设施、现有的DCS布线和成熟的DCS控制和管理方法来实现FCS。
虽然现场总线对已有的数字现场协议有优势可言，但向其过渡的代价与风险是必须分析清楚的。
再者，从技术的继承及控制手段上，也要求fcs与dcs应相兼容。
fcs实现控制功能下移至现场层，使dcs的多层网络被扁平化，各个现场设备节点的独立功能得以加强，因此，在fcs中有必要增加和完善现场子层设备间的数据通讯功能。
由于历史原因，DCS通常有大型控制柜来协调各种设备，更强调层到层的数据传输。
由此可见，这两种控制策略各有优势。
DCS适用于较慢的数据传输速率；FCS更适合于更快的数据传输速率和更灵活的数据处理。
但是，当数据量超过一定值且过大时，如果同一层的设备过于独立，很容易导致数据网络堵塞。
为了解决这个问题，有必要建立一个合适的监控层来协调设备之间的相互通信。
ECMS发电厂监控管理系统CSPA系统介绍(售前)
DCS系统的开放性 接口方式及性能要求 通信的可靠性（网络通信机制） 分散安装的终端设备的可靠性（电磁干扰）
2018/11/23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
FECS系统关键技术指标
可靠性
就地安装的综保装置………………抗干扰能力 网络结构的可靠性…………………冗余配置要求
稳定性
大量的终端设备和信息量…………后台管理能力 多种终端设备及通信协议…………通信管理 DCS系统网络通信能力……………信息控制 DCS系统实时控制要求……………控制、采样速率 ……………故障切换时间
CSPA2000发电厂电气自动化系统
实时性
2018/11/23
四方公司FECS系统（CSPA200）的技术基础
6
10 8 10 2 1 1
7
80（自检、保护信息、 保护状态） 14 30 59 8 23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
装置控制逻辑可编程
CSC200系列保护测控装置（分布式I/O） 技术特点：
2018/11/23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
装置特点
专业嵌入式硬件结构设计，全封闭金属外壳，独特的抗干扰设计和先 进的表面贴安装工艺使系统具有很高的可靠性。
采用多CPU并行处理模式，以高性能Freescale通讯微处理器做为主CPU， 以高效率的Renesas微控制器、Neuron通讯处理芯片作为辅助处理器，同 步处理多总线接口的通信数据，配有大容量的程序存储器、数据存储器， 处理速度快、运算能力强。 采用32位MCU，低功耗，免风扇。以高性能的新型RISC(精简指令集)微 处理器为处理核心，处理速度快、运算能力强。
SM系列硬件系统概述
SM 系列硬件系统
系统概述
体系结构与组成说明
SM 系列硬件系统是和利时公司基于现场总线技术而设计、开发的分布、开放式过程控制硬件系 统，具有先进、可靠、高效、节能等特点。
SM370~SM378 模块和 SM341 模块均为 100 型端子模块；
SM360 模块和 SM380~SM382 模块均为 300 型端子模块；
预制电缆
数据电缆 型号 SX001 SX002 SX003 SX004 SX005 SX006
通讯电缆 型号 SX007 SX008
控制机柜
16 通道共负端晶体管型开关量输出模块 SM376
-
SM380
SM381
SM382
端子模块
型号 SM320 SM370 SM321 SM371 SM322 SM372 SM323 SM373 SM324 SM374 SM325 SM375 SM326 SM376 SM327 SM377 SM328 SM378 SM330 SM331 SM340 SM341 SM360 SM380
和 IT 系统。
2
HOLLiAS SM系列硬件系统概述
硬件设备清单
机笼
型号 SM110 SM111
主控模块
名称 主控机笼 Ｉ／Ｏ 机笼
技术指标 2 电源、2 主控、6 I/O
120W
型号
SM410
SM411 SM430 SM460 SM470
SM471 SM481 SM510 SM520 SM610
名称
8 通道电压型模拟量输入模块
8 通道（通道间隔离）模拟量输入模块 6 通道热电阻型模拟量输入模块 汽轮机 DEH 电液伺服单元
集散控制系统DCS的特点
集散控制系统DCS的特点随着信息技术的飞速发展，当前，DCS系统在煤、电、化工等工业领域应用广泛，逐渐从原来的配角角色转变为决定各工业企业安全经济运行的主角地位。
通过各项实践证明，集散控制系统的应用，在大大减轻了工作人员的工作强度的同时，也提高了工作效率。
集散控制系统（DCS）是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统，DCS系统综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。
集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。
目前，DCS集散控制系统在各大行业都有一定的领域了。
也许有人还真的不知道DCS集散系统到底有多好？好在哪里？有哪些特点？今天小编就想大家介绍一下DCS的特点。
其主要特点是控制分散，集中管理。
基本思想是：分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。
随着企业改革的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是，广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。
仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义。
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基于现场总线技术的先进控制系统作者:日期:2007-4-16 16:25:57原地址:一、概述计算机数字通信技术及信息技术的发展，推动了自动化技术的进步；特别是近10年来兴起的现场总线技术（Fieldbus），是计算机数字通信技术向工业自动化领域的延伸，它的发展将促使自动化系统结构发生重大变革，是传统的基于PLC及DCS控制技术系统发展的必然归宿。
现场总线技术的一个显著特点是其开放性，允许并鼓励不同厂家按照现场总线技术标准，自主开发具有特点及专有技术的产品。
依照现场总线技术规范，不同厂家产品可以方便完成组态与集成，构成面向行业、适合行业特点的自主控制系统。
这一特点为更多的自动化产品制造商自主开发并推出自主知识产权的自动化系统提供了可能。
也为自动化系统集成商开发面向行业应用的成套技术和自动化系统提供了机会。
现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性的优点，必然成为未来自动化技术发展的主流。
基于现场总线技术的控制系统（Fieldbus Control System -FCS）与人们预想的一样，对传统的PLC、DCS系统形成了巨大的冲击。
FCS已不再是一种预测、一种设想，而是实实在在的作为先进控制系统产品出现在市场上。
本文将描述传统PLC控制系统向基于现场总线控制系统的演变过程，以现场总线PROHBUS为背景，描述一个基于现场总线控制系统的结构组成，并分析系统的市场前景。
二、传统控制系统向基于现场总线控制系统的演变现场总线技术的一个显著特点是其开放性，允许并鼓励不同厂家按照现场总线技术标准，自主开发具有特点及专有技术的产品。
因此，现场总线技术引入自动化控制系统，促使传统控制系统结构演化，逐步形成基于现场总线的控制系统FCS。
1．从PLC到通用工业PC（1）在传统控制系统中，控制器（或称CPU、或处理器）与I/O模块及其它功能模块、机架为同一系列产品，有一致的物理结构设计。
典型的结构是I/O模块及其它功能模块通过机架背板上的总线（公司设计产品而自定义总线）连接。
机架扩展也是自定义总线的扩展。
这些产品的连接技术是封闭的，第3方面想开发兼容产品必须得到厂家允许。
（2）基于现场总线的控制系统中，控制器与现场设备（I/O模块、功能模块及传感器、变送器、驱动器等）连接是通过标准的现场总线，因此没有必要使用与控制器捆绑的I/O模块产品（这与插在PLC机架上的I/O模块的配置方法不同），可使用任何一家的具有现场总线接口的现场设备与控制器集成。
因此控制器趋向于采用标准的、通用的硬件平台一工业计算机（Industrial Compact Computer），如Intel/Windows类PC机。
近年来嵌入式控制器（如PC/104产品）的发展和WINDOWS-CE的推出，使用嵌入式控制器硬件和WINDOWS-CE软件作为控制器平台。
采用通用的工业PC做控制系统控制器优点如下：（1）开放性、标准化系统软件与控制器硬件不再维持捆绑关系，专业自动化软件厂家可以独立开发不依赖于控制器品牌的FCS系统软件。
基于Windows/NT 的操作系统平台，具有大量的标准的软件工具和数据文件格式可以兼容。
（2）价格通用的工业PC容易形成规模经营，因此，价格比PLC便宜。
（3）性能指标高、产品更新换代快通用的工业PC搭乘PC机技术发展快车，技术指标高、产品更新换代快。
（4）向上连接计算机管理网络（如IEC802.3TCP/IP）技术成熟、方便。
并可以借用ODBC、SQL等技术与管理数据库连接。
2．从PLC的I/O模块到现场总线分布式I/O在FCS系统中，插在控制器机架上的I/O模块将被连接到现场总线上的分散式I/O模块所取代。
分散式I/O不再是控制器厂家的捆绑产品，而是第3方厂家的产品；廉价的、专用的、具有特殊品质的I/O模块（如高防护等级、本征安全、可接受RTD、mV、高压、大电流信号等）将具有广阔市场。
FCS的控制器与传统PLC配置方式的比较见图1。
3．从PLC I/O控制的现场设备到具有现场总线接口的现场设备现场设备如传感器、变送器、开关设备、驱动器、执行机构等；传统PLC系统使用I/O连接与PLC I/O模块连接，PLC通过模拟量4-20mA或开关量（如24VDC）控制监测现场设备。
在FCS系统中，现场设备具有现场总线接口，控制器通过标准的现场总线与现场设备连接。
4．系统软件在传统PLC系统中，系统软件（包括PLC系统软件和编程软件）与PLC硬件联系紧密，技术上对外是封闭的。
在FCS系统中，控制器采用通用工业PC 平台，系统软件不再与控制器、I/O、现场设备等硬件捆绑，可运行在通用标准的工业PC+WINDOWS/NT平台上。
三、基于现场总线的先进控制系统组成以工业PC机及Windows/NT为平台，加载FCS系统软件做控制器；通过现场总线连接各种现场设备，这便是基于现场总线的先进控制系统的基本组成。
下面以现场总线PROFIBUS为例，虚构一个基于现场总线PROFIBUS的先进控制系统一ACSBPB（Advanced Control System Based on PROFIBUS technology），说明基于现场总线的先进控制系统组成。
1．现场总线（PROFlBUS）概况现场总线PROFIBUS技术于1987年，由SIEMENS公司等13家企业和5家科研机构联合提出：1989年批准为德国标准DIN192450经应用完善后，于1996年6月批准为欧洲现场总线标准EN50170V.2。
目前，根据国际IEC标准委员会达成的关于现场总线国际标准的妥协方案，PROFIBUS现场总线标准已成为国际现场总线标准IEC61158的一个组成部分。
目前国际上有250多家企业，生产1600多种符合PRORBIjS标准的产品。
在不阔的应用领域中已有200多万个设备安装运行。
应用涉及到工业自动化的各个主要领域，包括：制造业自动化（汽车制造、装瓶系统、仓储系统）楼宇自动化（供热、空调系统）、交通管理自动化、过程自动化（清洗工厂、化工和石化工厂、造纸和纺织品工业）、电力工业和电力输送（发电厂、开关装置）。
PROFIBUS标准产品在欧洲现场总线产品市场占有率第一，超过40%。
PROFIBUS用户组织已建立了质量认证程序，在德国和美国建立了测试实验室，包括硬件测试和一致性、互操作性测试。
2．现场总线PROFlBUS技术概要（1）PROFIBUS由3个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUSPA（Process Automation）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）。
PROFIBUS-DP是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。
PROFIBIJS-PA专为过程自动化设计，并有本征安全技术规范。
PROFIBUS-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。
（2）PROFIBUS协议结构PROFIBUS协议结构是根据IS07498国际标准，以开放式系统互联网络（Open System Interconnection-SIO）作为参考模型。
PROFIBUS-DP、FMS、PA定义了第12、7层和用户接口。
第3到6层未加描述。
用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，定义了现场设备行为的行规。
（3）PROFIBUS传输技术PROFIBUS提供了4种数据传输类型：用于DP和FMS的RS485传输、用于PA的IEC1158-2传输及光纤、红外传输。
（4）设备类型2类主站（DPM2）指可进行编程、组态、诊断的设备。
1类主站（DPM1）是可编程序控制器，如PLC、PC等。
从站是指带开关量或模拟量的现场设备，如驱动器、阀门等。
（5）电子设备数据文件（GSD）为了将不同厂家生产的PROFIBUS产品集成在一起，厂家必须提供GSD文件（电子设备数据库文件），描述产品的功能参数。
PROFIBUS组态工具可根据将厂商提供的GSD文件将其设备集成在同一总线系统中。
3．基于现场总线（PROF18US）的先进控制系统的结构及组成基于现场总线（PROHBUS）的先进控制系统ACSBPB是一个面向制造业自动化、现场及车间级自动化控制系统。
（1）系统网络结构ACSBPB由2级网络结构组成：底层是基于PROFIBUS-DKPA的现场级设备层控制系统；上1层是基于PROFIBUS-FMS或工业以太网及TCP/IP 的车间级监控系统。
监控层计算机向上支持工厂管理级网络接口及通信驱动和数据库接口。
底层PROHBUS-DP支持9.6k~12M的通信速率和中继器（REPEATER）的扩展功能。
底层PROFIBUS-DP还支持基于光纤传输介质的通信；可支持点对点、总线及环形光纤网。
控制器可配置成双机热备及冗余通信模式，用于对可靠性要求很高的场合，详见图2。
基于现场总线（PROFIBUS）的先进控制系统ACSBPB系统网络结构图。
（2）控制器或主站控制器基于通用工业PC机、Windows/WT软硬件平台。
现场总线接口一般采用PCI总线的PROFIBUS网卡（自主开发）。
系统控制器或主站应具备双机热备、冗余通信系统功能。
（3）ACSBPB系统软件ACSBPB系统软件基于WIN/NT系统软件平台。
它包含一个实时多任务操作系统内核，并为系统提供以下功能：·用于系统组态工具包。
·基于IEC61131程序编辑软件包和软逻辑功能模块。
·绘图、数据库编辑工具包和实时在线监控软件包，包括流程、棒状图、趋势图显示功能。
·故障报警及记录、实时数据采集、存储、查询、统计、报表打印功能。
·基于INTRANET/INTERNET技术的远程数据流浏览、远程维护功能。
·支持OPC、DDE驱动接口。
·支持ODBC、SQL数据库接口。
（4）具有现场总线（PROFIBUS）接口的底层现场设备。
·分散式I/O从站通过GSD文件组态，系统可连接任何厂家制造、经过PROFIBUS标准认证的分布式I/O从站。
·智能分散式I/O-PLC从站通过GSD文件组态，系统可连接任何厂家制造、经过PROFIBUS标准认证的智能分散式I/O从站。
·智能交直流驱动器通过GSD文件组态，系统可连接任何厂家制造、经过PROFIBUS标准认证的智能交直流驱动器。
智能交直流驱动器的参数化符合PROFIBUS-DP行规要求。
·智能执行机构包括气动、电动执行机构。
通过GSD文件组态，系统可连接任何厂家制造、经过PROHBUS标准认证的智能执行机构。
·人机接口HMI 包括字符型和图形、CRT/LED、带/不带触摸屏。