由中國科學院沈陽自動化研究所承擔的東北振興科技行動計劃重大項目“現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片”,主要致力于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及芯片的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)控制系統(tǒng)產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)及應用，突破現(xiàn)場總線芯片的國外技術(shù)壟斷，全面帶動國內(nèi)現(xiàn)場總線產(chǎn)品的開發(fā)及應用。

現(xiàn)場總線是用于連接生產(chǎn)現(xiàn)場的智能化測量、控制、顯示設備的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有全數(shù)字通信、高可靠性、高精度、抗干擾、易集成、易維護等特點，涉及自動控制、計算機、通信、電子、軟件等多個學科，被廣泛應用于石化、冶金、電力、化工、制藥、食品等流程工業(yè)，被工業(yè)界和學術(shù)界一致認為是新一代的控制系統(tǒng)，代表了工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展方向。

目前，世界上約有200多個生產(chǎn)DCS、PLC的生產(chǎn)廠商，主要集中在經(jīng)濟比較發(fā)達的美國、日本、德國和法國等。比較著名的有美國的Rosemount、Honeywell、AB公司和GE公司，德國的西門子公司，法國的Alstom公司和日本的三菱公司等。這些大公司不僅控制著現(xiàn)場總線標準的制定，同時也是工控市場上的主力軍，占據(jù)全球工業(yè)控制領(lǐng)域市場的30%以上。綜觀上述大公司的產(chǎn)品，其通信系統(tǒng)無一例外地采用了現(xiàn)場總線技術(shù)。因此，可以說現(xiàn)場總線技術(shù)在控制系統(tǒng)中無所不在。

“九五”期間，中國科學院沈陽自動化研究所承擔了國家攻關(guān)項目“新一代全分布式控制系統(tǒng)研究與開發(fā)”，完成了現(xiàn)場總線協(xié)議棧軟件，并在國內(nèi)第一個、國際第三個成功通過了國際認證測試；沈陽自動化研究所還開發(fā)完成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件，并在此基礎上完成了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)示范工程。這些成果標志著我國已掌握了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，并為基于現(xiàn)場總線的儀表、控制系統(tǒng)的開發(fā)打下了堅實的基礎。

進入“十五”以來，在中國科學院的大力支持下，沈陽自動化研究所開發(fā)了基于現(xiàn)場總線的分散控制站、儀表通信卡、智能儀表等產(chǎn)品樣機，完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)系列產(chǎn)品已初顯端倪，幾個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應用工程已在國內(nèi)企業(yè)成功完成，并取得重大經(jīng)濟效益，一支國內(nèi)領(lǐng)先的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設計、開發(fā)、系統(tǒng)集成及工程服務隊伍也已經(jīng)形成。2003年，沈陽自動化研究所聯(lián)合社會力量，共同發(fā)起創(chuàng)建了沈陽中科博微自動化技術(shù)有限公司，全力推進現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應用的產(chǎn)業(yè)化進程。

自2004年“現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片”被列為東北振興科技行動計劃重大項目以來，經(jīng)過兩年多的努力，現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片的關(guān)鍵技術(shù)和核心問題已經(jīng)基本解決。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片項目設計完成了現(xiàn)場總線通信芯片，芯片功能和性能均達到了設計要求，并成功應用于為遼寧省丹東市通博電器有限公司設計開發(fā)的符合FF（Foundation Fieldbus）標準的液位變送器和流量變送器中。該芯片打破了國外企業(yè)的技術(shù)壟斷狀態(tài)，大大降低了現(xiàn)場總線技術(shù)的普及門檻。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片項目開發(fā)完成了新型大規(guī)模、高可靠性控制系統(tǒng)NCS-4000，并已成功應用。NCS-4000的開發(fā)成功使我國現(xiàn)場總線產(chǎn)品由中小系統(tǒng)跨入了大規(guī)模、高可靠系統(tǒng)范圍，大大提升了產(chǎn)品應用領(lǐng)域和市場競爭力。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片項目完成了以節(jié)能降耗為目標、以先進控制為技術(shù)手段的重大行業(yè)解決方案兩項，它們是：水處理節(jié)能優(yōu)化解決方案、工業(yè)窯爐優(yōu)化控制解決方案，實現(xiàn)了提高生產(chǎn)效率、降低資源和能源消耗的目標。該項技術(shù)已經(jīng)在遼寧海城環(huán)境工程有限公司、遼寧凌源源泉水泥有限公司等企業(yè)得到應用。到目前為止，已完成28個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應用工程，合同總額2779萬元，涉及水處理、冶金、水泥和化工行業(yè)，已應用的產(chǎn)品包括NCS-3000、NCS-4000控制系統(tǒng)、各類現(xiàn)場總線儀表、現(xiàn)場總線通信卡等。

通過核心芯片的開發(fā)，降低了控制系統(tǒng)的研發(fā)成本，提高了控制系統(tǒng)產(chǎn)品的市場競爭力；通過設計開發(fā)大型的NCS-4000控制系統(tǒng)，縮短了與國外產(chǎn)品的技術(shù)和性能差距，推動了技術(shù)成果的產(chǎn)品化進程；通過開展面向行業(yè)的先進控制解決方案的研究，提升了控制系統(tǒng)的應用價值，為提高企業(yè)的資源利用效率和生產(chǎn)效率提供了自動化技術(shù)解決手段；通過開展相關(guān)技術(shù)的推廣應用，為東北老工業(yè)基地的改造、提高工業(yè)企業(yè)的基礎自動化水平、提高制造企業(yè)的競爭能力發(fā)揮了重要的作用。

據(jù)沈陽自動化研究所副所長于海斌研究員介紹，“現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片”項目的實施，具有三方面的意義：一是消除國外現(xiàn)場總線的技術(shù)壟斷，形成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)完整的產(chǎn)品系列。通過對現(xiàn)場總線工業(yè)控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化，可以替代國外進口產(chǎn)品，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線控制裝置和系統(tǒng)，將擺脫我國先進控制系統(tǒng)引進、淘汰，再引進、再淘汰的怪圈。二是提高企業(yè)自動化水平，增強企業(yè)競爭力，服務于老工業(yè)基地改造。東北是全國的重要老工業(yè)基地，是我國航天、航空、石油、化工、機械制造、冶金、動力、重機、機車等多種核心行業(yè)的重要裝備基地，在國民經(jīng)濟的發(fā)展和國防建設中具有重要的戰(zhàn)略和經(jīng)濟地位。先進的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)，對實現(xiàn)大型企業(yè)的技術(shù)改造將會產(chǎn)生巨大的支持作用。三是支持我國自動化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成新產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟增長點。一方面，單純靠引進國外產(chǎn)品來新建和改造企業(yè)，制約著我國制造業(yè)的發(fā)展，也不利于企業(yè)今后設備維護更新；另一方面，國外的產(chǎn)品價格昂貴，亟須技術(shù)改造的廣大中小型企業(yè)無法承擔。因此，發(fā)展工業(yè)自動化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)對提升我國制造業(yè)整體競爭能力是十分重要的。支持東北地區(qū)等老工業(yè)基地振興，是黨的十六大提出的一項重大戰(zhàn)略決策。2003年10月，中共中央、國務院下發(fā)了《關(guān)于實施東北地區(qū)等老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略的若干意見》，明確了振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地的戰(zhàn)略意義、指導思想、基本原則和主要舉措。2004年初，中國科學院正式發(fā)布了《中國科學院東北振興科技行動計劃綱要》。“東北振興科技行動計劃”的主要任務是，充分發(fā)揮院士與科學家群體的決策咨詢作用，著力推進“促進東北地區(qū)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造”、“促進東北地區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”、“促進東北地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設”和“加強人才培養(yǎng)培訓交流”等四大工程，切實為東北老工業(yè)基地的振興作出貢獻。要通過實施“東北振興科技行動計劃”，構(gòu)建新的創(chuàng)新價值鏈，真正成為區(qū)域科技創(chuàng)新的核心，進而為東北地區(qū)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展不斷作出基礎性、戰(zhàn)略性和前瞻性的科技創(chuàng)新貢獻。