在復(fù)雜的自動化生產(chǎn)線或工廠中，大量的控制器、傳感器、執(zhí)行器、人機界面（HMI）需要高效、可靠地交換數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的點對點接線方式變得臃腫且維護困難。工業(yè)現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，構(gòu)成了現(xiàn)代自動化系統(tǒng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”。

現(xiàn)場總線（如PROFIBUS-DP、DeviceNet、CC-Link）是一種用于現(xiàn)場設(shè)備層（傳感器、驅(qū)動器等）的串行通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)字化的雙向、多節(jié)點通信，大大減少了布線成本，提高了信號抗干擾能力和系統(tǒng)可擴展性。工業(yè)以太網(wǎng)（如PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT）則在標準以太網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)上，增強了實時性、確定性和工業(yè)可靠性，不僅用于信息層，更深入到了控制層甚至現(xiàn)場設(shè)備層，實現(xiàn)了“一網(wǎng)到底”。

自動化系統(tǒng)通常采用分層集成架構(gòu)：現(xiàn)場設(shè)備層：由傳感器、執(zhí)行器、遠程I/O站等構(gòu)成，通過現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)接入；控制層：由PLC、DCS、專用控制器等構(gòu)成，負責邏輯與過程控制，通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)并與上層通信；監(jiān)控層：運行SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）和HMI（人機界面）軟件，提供過程可視化、數(shù)據(jù)記錄、報警管理和初步的數(shù)據(jù)分析；信息管理層：由MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、ERP（企業(yè)資源計劃）等構(gòu)成，負責生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理、物料追溯等業(yè)務(wù)管理。各層之間通過OPC UA（統(tǒng)一架構(gòu)）等標準化數(shù)據(jù)接口進行信息交互，實現(xiàn)從車間設(shè)備到企業(yè)管理系統(tǒng)的垂直集成與數(shù)據(jù)貫通。