跟着计算机技能、网络通讯技能和自动操控技能的开展，现场总线技能逐步被广泛运用到工业操控体系中。从上世纪90年代开端，伴跟着微处理器技能、智能传感技能和进程操控技能的开展，逐步形成了一种先进的工业丈量、操控体系—现场总线操控体系(Fieldbus Control System,FCS)。因为现场总线操控体系比传统操控体系(DistributedControl System , DCS)具有安全可靠性高、互换性、开放性、涣散性好等一系列长处，现场总线操控体系自从发生以来，逐步成为国际范围内的自动操控体系范畴开展的新热门，引起人们的注重，在化纤纺织机械中也开端得到运用。
1 现场总线和现场总线操控体系的基本概念和结构
现场总线是安装在制作或进程区域的现场设备与操控室内的自动操控设备之间的数字式、串行、多点通讯的数据总线，是用来衔接现场智能设备和自动操控体系的双向传输、多分支网络结构的数字化的计算机局域网络，其网络节点是以微处理器为根底的具有检测、操控、通讯才能的智能式外表或自动操控设备。人们经过将现场总线技能引人自动操控体系中，逐步形成依据现场总线的操控体系。
现场总线操控体系是经过将专用微处理器CPU置入传统的丈量和操控外表中，将自动化最底层的现场操控器和设备互连，使体系具有数字运算、逻辑操控和通讯的功用，成为能够独立完结检测、操控和通讯使命的实时操控通讯网络节点，经过运用一般双绞线将现场操控器和现场智能外表、长途计算机等衔接起来构成的网络体系。现场总线的操控体系运用国际上通用、规范的通讯协议，在坐落最底层的现场操控器和现场智能外表之间和长途计算机之间，完结实时数据传输和信息同享，构成满意工业现场实际需要的自动化、网络化的操控体系。典型的现场总线操控体系结构如图1所示。
2 常见的几种现场总线操控体系
数字化的化纤纺织机械经过在传统操控体系中引人新式计算机操控技能、依据现场总线的网络通讯技能和智能检测技能、新式驱动等自动化技能构成自动操控体系，能够完结信息的实时收集和高速数字传输，完结化纤纺织工业出产的智能化和高度自动化，经过将传统的化纤纺织机械升级成现场总线操控体系，为我国化纤纺织企业的数字化、信息化打下了根底。现在国际上现有总线及总线规范不下200种，具有必定影响和已占有必定市场份额的现已运用于化纤纺织机械的总线有三种。
2.1进程现场总线Profibus
进程现场总线Profrbus(Progress Field Bus)是一种国际性的开放式现场总线规范，是仅有的全集成H1(进程)和H2(工厂自动化)现场总线处理计划。该总线不依赖于产品制作商，不同厂商出产的设备无须对其接口进行特别调整就可通讯。Profibus进程现场总线是由Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA三种协议类型组成。Profibus-DP的传输速率最高为12Mbit/s，首要用于现场级和设备级的自动化；Profibus-PA的传输速率为31.25 kbit/s，首要用于现场级进程自动化，具有实质安全和总线供电特性；Profibus-FMS首要用于车间级或厂级监控，构成操控和办理一体化体系，进行体系信息集成。Profibus进程现场总线以开放式体系互连模型(OSI)作为参阅模型，该模型共有7层。运用双绞线、双线电缆或光缆作为传输介质，传输速率介于9.6-12×103kbit/s之间。
Profibus进程现场总线操控体系由以下几部分组成：
一类主站是可编程操控器，如PC、PLC等主站，该类主站能够完结编程、组态、确诊、通讯等功用。
二类主站有PLC(智能型I/O)、涣散式I/O(非智能I/O)、驱动器、传感器、执行机构等现场设备。
依据现场设备有无Profibus总线接口，进程现场总线操控体系又能够分红总线接口型、单一总线型和混合型三种办法：
(1)总线接口型是指现场智能设备没有Profibus接口，运用涣散式输Ⅳ输出接口与现场设备相连。一般关于现场设备能够分组，而且同组内现场设备相对会集的体系，该形式能够充沛发挥现场总线技能的长处。
(2)单一总线型是指现场设备有Profibus接口的总线体系，该形式可充沛运用现场总线技能，构成分布式体系，是现场总线技能运用的抱负状况。
(3)混合型是指现场设备部分具有Profibus接口，这时应选用Profibus现场设备加涣散式I/O混合运用的办法。涣散式I/O可作为通用的现场总线接口，是一种灵敏的集成计划。
2.2 CAN现场总线
操控器局域网络总线(Controler Area Network，CAN)是由德国Bosch公司于20世纪80年代为处理轿车中各种操控器、执行机构、监测仪器、传感器之间的数据通讯而提出并开发的总线型串行通讯网络，首要用于PLC和长途计算机之间、逻辑运算操控和进程操控体系之间的通讯网络。CAN现场总线选用物理层、数据链路层和运用层结构模型，CAN接口器材完结网络的物理层和数据链路层的功用，处理器完结运用层的功用。CAN现场总线通讯时选用短帧结构，具有传输速度快，抗干扰才能强等长处；因为总线具有优先级不同的节点，可满意实时性、可靠性的要求。能够运用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质，该总线最大寻址节点数可达99个，传输速率最高为5Mbit/s；运用同轴电缆和规范衔接头衔接时，最大传输间隔可达1km；选用光缆通讯时，最大传输间隔为25km。首要运用在纺织机械、液压体系、轿车制作、涣散性I/O、机器人、医疗器械和东西机床等范畴。
2.3 LonWorks总线
部分操作网络技能总线(Local OperationNetwork)是美国Echelon公司开发的现场总线技能，其通讯速率最低为300 kbit／s，最高能够到达1.5 Mbit/s，通讯间隔最高可达2 700m。LonWorks总线运用同轴电缆、无线电、双绞线、电力线、光纤等多种物理通讯介质；运用多种拓扑结构组成不同的网络，由与ISO参阅模型相似的7层网络协议组成。在LonWorks总线的悉数7层协议中，选用网络逻辑地址寻址办法，优先级机制确保了通讯的实时性，安全机制选用证明办法，因而经过该总线能够构建大型网络操控体系。LonWorks总线首要运用于工业操控、楼宇自动化等范畴。
3 传统操控体系和现场总线操控体系的差异
现场总线技能便是设备层的工业操控网络技能，也便是衔接现场智能设备(例如变频器、PLC等)和车间的通讯网络，更适合于中等量数据(100—500)的传输。现场总线技能与传统的操控办法(如DCS体系)比较，有以下差异：
(1)在传统操控体系中，操控器(或称CPU或处理器)与VO模块及其他功用模块、机架为同一系列产品，有共同的物理结构设计，传统PLC操控体系的I/O设备与PLC I/O模块衔接，PLC经过模拟量(4—20 mA)或开关量(如24VDC)操控监测现场设备。
