工业控制已经从早期的本地控制和集中控制发展到现在的分布式控制（dcs）。 在过去的20年里，过程工业在dcs系统和相关仪表设备上投入了大量资金。 dcs系统的应用效果得到了用户的肯定。 4-20mA信号是dcs系统与现场设备互联的最本质特征，是控制系统和仪表装置发展的一大进步。
而现在，数字化、网络化已经成为当今控制网络发展的主要方向。 人们认识到传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4-20mA信号之上附加信息的能力受限于其低通信速率，因此整个过程控制系统的机制数字化和 网络化应该是其发展的必然趋势。
现场总线在智能现场设备和自动化系统之间提供全数字化、双向、多节点的通信链路。 现场总线的出现促进了现场设备的数字化、网络化，使现场控制的功能更加强大。 这种改进带来了过程控制系统的开放性，使系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断综合能力的控制网络。
1 现场总线对传统数据中心的影响现场总线对传统dcs的冲击来自于其本质上优于dcs系统的技术特性 根据国际电工委员会IEC和现场总线基金会FF的定义，现场总线技术具有以下五个主要特点：
①数字信号完全替代4-20mA模拟信号；②使基本的过程控制、报警和计算功能完全分布在现场；
③ 为设备增加非控制信息，如自诊断信息、配置信息、补偿信息等；
④ 实现现场管控的统一；
⑤实现系统的开放性和互操作性。
现场总线技术不仅仅是一种通信技术，它实际上集成了智能仪表、计算机网络和开放系统互连（OSI）等技术的精髓。 所有这些特点使得基于现场总线技术的现场总线控制系统（FCS）相对于传统的DCS系统具有很大的优势：
①系统结构大大简化，成本显着降低；
②加强现场设备自主性，全面提升系统性能；
③ 提高信号传输的可靠性和准确性；
④ 实现全分散、全数字化的控制网络；
⑤用户始终拥有系统集成的权利。
通过比较直流和现场总线系统的网络结构，可以验证这些优势。
2 现场总线融入dcs系统是现阶段控制网络的发展趋势
尽管用户欢迎对控制系统进行结构改进，但他们不希望对现有的仪表系统进行重大更改。
目前，在现场总线发展初期，大多数用户更倾向于逐步增加和更换现有的仪表系统； 另一方面，dcs系统及其仪器消失或被完全取代，无论从成本还是人力上来说，也是不合理的。 现阶段最可行的解决方案是考虑如何使现场总线和传统的dcs系统尽可能地协同工作。 该集成方案可以获得灵活的系统配置，适用于更广泛的实际应用。
3 现场总线在dcs系统I/0总线上的集成在dcs的结构体系中，从上到下大致可以分为三层：管理层、监控操作层和I/O测控层。 在I/O测控层的I/O总线上，有dcs控制器和各种I/O卡。 I/O卡用于连接现场4-20mA设备、离散或PIC等现场信号。 控制器负责现场控制。
在dcs系统的I/O总线上集成现场总线的关键是在dcs的I/O总线上挂一个现场总线接口卡，实现现场总线系统中的数据信息到原有I/O总线的映射 dcs的相应数据信息，如基本测量值、报警值或过程设定值等，使dcs控制器看到来自现场总线的信息就像传统的dcs设备卡一样。 这使得 I/O 总线上的现场总线技术集成成为可能。
该方案可主要用于已安装dcs系统并稳定运行，首次将现场总线引入系统的小规模应用； 该方案也可以应用于plc系统。
该方案的优点是结构比较简单，缺点是集成规模受限于现场总线接口卡。
Fisher-Rosemount公司推出的dcs系统DeltaV正是采用了这种集成方案。 DeltaV系统在其I/O卡中专门开发设计了具有该功能的接口卡——现场总线H1通讯模块（31.25kbit/s），成功地将现场总线技术集成在DeltaV系统中，可实现与现场总线仪表的通讯连接 ，大大节省了安装、运行和维护成本。 同一控制器兼容H1和传统I/O模块，有利于传统控制方式向现场总线控制方式的过渡和改造。
DeltaV系统的现场总线H1通讯模块中有一个特定的Driver，用于实现现场总线系统数据信息与I/O总线上相应信息的映射。
4 现场总线在dcs系统网络层的集成除了在I/O总线上集成解决方案外，现场总线系统还可以集成在更高层——dcs网络层上。 本方案中，现场总线接口卡并没有挂在dcs的I/O总线上，而是挂在dcs的上层局域网上。
在该方案中，现场总线控制执行信息、测量和现场仪表控制功能可以在dcs操作站上进行浏览和修改。 它的优点是，一些必须由dcs主机完成的控制和计算功能，现在可以分配给现场仪表实现，并可以在dcs操作界面上获取相关参数或数据信息； 另一个优点是不需要对dcs控制站进行改动，对原有系统的影响很小。
这种集成方案在工程实践中也有应用。 例如Smar公司的302系列现场总线产品，可以实现其现场总线功能在dcs系统网络层的集成。
5 现场总线通过网关与dcs系统并联集成如果工厂中dcs系统和现场总线系统并行运行，也可以使用网关将两者连接起来，安装网关即可完成dcs系统和现场总线高速的信息传递 网络。 在这个结构中，可以获取dcs系统的信息，并显示在新的操作员界面上。 使用抛桥可以安装大量的H1低速客车。 现场总线接口单元提供控制协调、报警管理和短期趋势采集等功能。
现场总线与dcs的并行集成，完成了全厂控制系统和信息系统的集成和统一，并通过Web服务器实现了Infranet与Inernet的互联互通。 该方案的优点是丰富了网络的信息内容，有利于数据信息和控制信息的综合优势； 另外，在本集成方案中，通过网关集成的现场总线系统和dcs系统是相互独立的。
六，结论综上所述，我们认为现场总线系统将在过程工业控制中得到广泛应用，通过对过程控制系统进行一些必要的改造，将现场总线技术引入到dcs中，将会给用户带来很多好处； 另一方面，即使大部分连续控制回路将由现场总线系统完成，但在实时性要求高等许多控制场合，dcs系统仍将发挥重要作用。 现阶段现场总线与dcs系统并存，将使用户有更多选择，实现更合理的控制系统。
