隨著“工業4.0”戰略的展開，計算機技術、通訊技術、IT技術的發展已經滲入到工控領域，其中最主要的表現就是工業現場總線技術和工業以太網技術。其中工業現場總線技術，特別是以太網技術的廣泛使用，為自動化技術帶來了深刻變革。

【現場總線】

現場總線式應用在生產現場、連接智能現場設備和自動化測量控制系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。

它是一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。

【控制組成】

1.現場總線控制系統

它的軟件是系統的重要組成部分，控制系統的軟件有組態軟件、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監控軟件等。首先選擇開發組態軟件、控制操作人機接口軟件MMI。通過組態軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數，進行網絡組態。在網絡運行過程中系統實時采集數據、進行數據處理、計算。優化控制及邏輯控制報警、監視、顯示、報表等。

2.現場總線的測量系統

其特點為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計算能力等更多功能，由于采用數字信號，具有高分辨率，準確性高、抗干擾、抗畸變能力強，同時還具有儀表設備的狀態信息，可以對處理過程進行調整。

3.設備管理系統

可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態信息（包括智能儀表）、廠商提供的設備制造信息。

4.總線系統計算機服務模塊

以客戶機/服務器模式是目前較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源（提供者），應用客戶機則表示數據使用者，它從數據源獲取數據，并進一步進行處理。客房機運行在PC機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上，它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。

5.數據庫

它能有組織的、動態的存儲大量有關數據與應用程序，實現數據的充分共享、交叉訪問，具有高度獨立性。工業設備在運行過程中參數連續變化，數據量大，操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分布關系及實時性的數據了系統。

6.網絡系統的硬件與軟件

網絡系統硬件：系統管理主機、服務器、網關、協議變換器、集線器、用戶計算機等底層智能化儀表

網絡系統軟件：NetWarc、LANMangger、Vines

服務器操作軟件：Lenix、os/2、windowNT、應用軟件數據庫、通信協議、網絡管理協議等。

【總線分類】

目前世界上存在著大約四十余種現場總線，這些現場總線大都用于過程 自動化 、醫藥領域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農業和樓宇等領域，目前的工業總線網絡可歸為三類：485網絡、HART網絡、FieldBUS現場總線網絡。

485網絡：RS485/MODBUS是現在流行的一種工業組網方式，其特點是實施簡單方便，而且現在支持RS485的儀表又特別多。現在的儀表商也紛紛轉而支持RS485/MODBUS，原因很簡單，RS485的轉換接口不僅便宜得而且種類繁多。至少在低端市場上，RS485/MODBUS仍將是最主要的工業組網方式。

HART網絡：HART是由艾默生提出的一個過度性總線標準，主要特征是在4-20毫安電流信號上面疊加數字信號，但該協議并未真正開放，要加入他的基金會才能拿到協議，而加入基金會要一定的費用。HART技術主要被國外幾家大公司壟斷，近些年國內也有公司在做，但還沒有達到國外公司的水平。現在有很多智能儀表帶有[HART圓卡]，支持HART通訊功能。但從國內情況來看，還沒有真正用到這部分功能來進行設備聯網監控，最多只是利用手操器對其進行參數設定。從長遠來看，由于HART通信速率低、組網困難等原因，HART儀表的應用將呈下滑趨勢。

FieldBus現場總線網絡：現場總線是當今自動化領域的熱點技術之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。它的出現標志著自動化控制技術又一個新時代的開始。現場總線是連接控制現場的儀表與控制室內的控制裝置的數字化、串行、多站通信的網絡。其關鍵標志是能支持雙向、多節點、總線式的全數字化通信。現場總線技術近年來成為國際上自動化和儀器儀表發展的熱點，它的出現使傳統的控制系統結構產生了革命性的變化，使自控系統朝著“智能化、數字化、信息化、網絡化、分散化”的方向進一步邁進，形成新型的網絡通信的全分布式控制系統——現場總線控制系統FCS(FieldbusControlSystem)。然而，到目前為止，現場總線還沒有形成真正統一的標準，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標準并行存在，并且都有自己的生存空間。何時統一，遙遙無期。目前，支持現場總線的儀表種類還比較少，可供選擇的余地小，價格又偏高，用量也較小。

【特點優缺點】

1.特點

現場控制設備具有通信功能，便于構成工廠底層控制網絡。

通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。

功能塊與結構的規范化使相同功能的設備間具有互換性。

控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。

2.優點

現場總線使自控設備與系統步入信息網絡的行業，為其應用開拓了更為廣闊的領域；

一堆雙絞線上可接掛多了控制設備，便于節省安裝費用；

節省維護開銷；

提高了系統的可靠性；

為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。

3.缺點

網絡通信中數據包的傳輸延遲，通信系統的瞬時錯誤和數據包丟失，發送與到達次序的不一致等都會破壞傳統控制系統原本具有的確定性，使得控制系統的分析與綜合變得更為復雜，使控制系統的性能受到負面影響。

【工業以太網】

工業以太網是指技術上與商用以太網兼容，但在產品設計上，在實時性、可靠性、環境適應性等方面滿足工業現場的需要，是繼現場總線之后發展起來，最被認同也最具發展前景的一種工業通信網絡。

工業以太網的本質就是以太網技術辦公自動化走向工業自動化。

【工業以太網與傳統以太網絡的比較】