1 自动化技术发展的新需求
控制系统主要有四层结构：第一层I/O层（传感器和执行器），完成物理量的测量和控制命令的执行；第二层控制器层，完成信息的集中处理；第三层人机接口层；第四层企业信息系统层;除在第三层、第四层之间采用以太网外，其他层都是专用网络，控制设备及软件也是专用的，开放程度不够，给系统维护、升级带来不便。随着现代生产的规模的扩大，要求对企业的各种信息（如生产过程信息、销售信息、财务信息以及重点设备实时监控信息）及时全面的了解，这就要求把过程控制网络、实时操作网络和工厂信息网络融为一体，构成统一的网络平台。另一方面，希望控制系统采用开放性、标准化，流行的硬件、操作系统、网络技术，尽可能使用各种计算机技术，有效地减少对专用产品的依赖，减少备品备件的数量，降低运行、维护成本。因此，“开放系统”、“现场总线”成为在现代测控领域频繁出现的两个词。
2 现场总线控制系统的发展状况
S(Fieldbus Control System)是基于现场总线，根据IEC标准及现场总线基金会的定义，即现场总线控制系统。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。FCS具有以下技术特点：
①系统的开放性；
②互可操作性与可用性；
③现场设备的智能化与功能自治性；
④系统结构的高度分散性；
⑤对现场环境的适应性。FCS不仅需要控制系统设备制造商的支持，更主要的是得到分散在现场的传感器及执行设备的支持，以取代DCS的数字/模拟混合技术成为全数字式系统。这样的系统才会比DCS有更大的技术、成本优势。经过20年的发展，共产生了60多个数字通信网络标准以连接传感器、现场设备及控制级网络，有5000多种支持这些网络的产品。因此，迫切需要一个统一的标准。统一的现场总线标准是开放的现场总线控制系统必备的技术条件。但当今的现场总线(Fieldbus)出现了群雄割据的状况，以欧洲为主要市场的有InterBus-S、Profibus、CANbus等，以美国为主要市场的有LonWorks、BitBus、DeviceNet，以及分散全球各地采用RS-485接口的杂牌军。这些现场总线各有特色，各有其发展背景。因此，在市场上各有其专攻的市场及拥护者。由于受集团利益的限制，现场总线网络至今还无法妥协出一个共同国际标准。不同的总线产品无法实现互连、互换、通一组态以及互操作。
历史的经验告诉我们，一个新的标准或产品仅仅技术上先进是不够的，例如MAP协议，70年代，美国GM(General Motor)提出了MAP (Manufac-turing Automation Protocol)的架构，符合OSI之ISO标准，涵盖了通信协议所有7个层次。从技术观点看，MAP面面俱到无懈可击，但在实际开发中，却因复杂度、成本较高，至今一直无法被市场所接受。因此，现场总线设备只能作为传统DCS的有益补充，在短期内是无法取代DCS的。
3 以太网技术的迅猛发展
70年代出现的以太网主要应用于办公自动化(OA)领域，从实时控制要求来看，以太网有许多缺点，其中最重要的是以太网采用CSMA/CD协议是一种非确定性(Non-Determinism)通讯方式，即如果大家同时争抢总线控制权发送信息时。该方式无法保证将其中的重要信息及时送达到指定设备。但由于其技术完全公开，很快被大家接受，通过不断改进、提升，市场占有率越来越大，而成本就越来越低，进而变成主流。即使IBM力推Token Ring架构也已难挡此潮流
Ethernet也从OA领域逐渐扩展至FA领域。现在所有国际自动化厂商的控制器皆提供Ethernet TCP/IP接口，美国最大的测控仪器厂商National Instrument(NI)和OPTO22，最近也推出了Ethernet I/O产品。国际半导体协会SEMI所订定半导体设备标准通讯协议SECS(SEMI Equipment Communication Standard) 也从RS-232实体层改建立在Ethernet TCP/IP之上，称之为HSMS(High Speed Message Specification)。而美国一家专业自动化公司SISCO也将MAP应用层通讯协议MMS (Manufacturing Message Specification)改建立在Ethernet TCP/IP之上。更随着Internet、家庭网络、信息家电等的快速发展，包括办公室自动化(OA)、工厂自动化(FA)、大楼自动化(BA)、社区自动化(CA)以及家庭自动化(HA)，上至通讯网路，下至各类现场设备，TCP/IP网络将一统天下。
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