典型工業(yè)控制系統(tǒng)的通信分層情況如圖1所示。直到最近，分布式輸入/輸出(遠(yuǎn)程I/O和可編程邏輯控制器(PLC))通常仍然使用Modbus、 PROFIBUS(過程現(xiàn)場總線)或Fieldbus等開放或?qū)Ｓ袇f(xié)議進(jìn)行連接。如今，業(yè)界對使用PROFINET5的興趣日漸增強(qiáng)，它是 一種設(shè)計用于在以太網(wǎng)設(shè)備之間快速交換數(shù)據(jù)的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。

　　在"現(xiàn)場"級，用于將工業(yè)驅(qū)動器、電機(jī)、執(zhí)行器、控制器與PLC/DCS I/O系統(tǒng)互連的現(xiàn)場總線協(xié)議為數(shù)眾多，包括 DeviceNet、CAN、InterBus和上述PROFIBUS、Fieldbus。

　　輸入輸出(I/O)控制器連接工廠或過程環(huán)境中的傳感器和控制執(zhí)行器，并通過上述模擬和數(shù)字方式與多個終端節(jié)點通信。本身安全的系統(tǒng)通過4mA至20mA電流環(huán)路進(jìn)行連接，一些系統(tǒng)則使用隔離技術(shù)。控制處理器通常為8位至32位處理器，性能最高可達(dá)100 DMIPS(Dhrystone 百萬條指令/秒)。工廠自動化設(shè)備結(jié)實耐用，能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中工作而不需要風(fēng)扇。圖2顯示了幾個8通道模擬I/O模塊的例子。由于其尺寸小，因此功耗有限，有些甚至不到5W。

　　模擬4mA至20mA電流環(huán)路常用于工業(yè)過程控制的信號傳輸，4mA代表范圍的低端，20mA代表范圍的高端。電流環(huán)路的主 要優(yōu)勢在于信號精度不受互連線路的壓降影響，而且環(huán)路可以提供最高4mA電流為器件供電。即使線路電阻很大，電流環(huán) 路變送器也會在其電壓能力范圍內(nèi)維持適當(dāng)?shù)碾娏鳌?/p>

　　通過4mA所代表的"活動—零"狀態(tài)，接收儀表可以檢測環(huán)路的一些故障(例如：0mA表示開環(huán)，3mA表示傳感器發(fā)生故障)，雙線變送器設(shè)備也能通過環(huán)路電流供電。此類儀表用于測量壓力、溫度、流量、pH值和其它過程變量，以及控制閥門定位器或其它輸出執(zhí)行器。模擬電流環(huán)路中的電流可以在環(huán)路中的任一點，通過一個串聯(lián)精密電阻轉(zhuǎn)換為電壓輸入。儀表的輸入端可能會將電流環(huán)路的一端連接到機(jī)殼(大地)，因 此當(dāng)串聯(lián)連接多個儀表時，可能需要模擬隔離器。