现场总线系统其实是为过程自动化设备构建的局域网。该局域网由现场设备和集成在过程设施物理环境中的控制与监测装置所组成，可跨网络提供计算能力。分布式智能可以提供基本的调节控制、顺序控制和个性化的计算例程等功能，当然，也仍然可在控制室内利用数字通信技术进行操作或整定。
局域网或业务网中的任何计算机应用程序都可直接处理来自现场设备的数据。这样，现场层产生的数据可以利用来支持实时生产优化，而无需附加专用设施。现场总线技术要求最终用户能够了解、预测和执行现场设备中的任务和软件，而这些现场设备是超出过程控制范围的。
现场总线基金会为描述这些系统提供了一个框架，即由一系列物理设备经相互连接而形成的现场总线网络。基金会总线设备具有互操作性，意即来自不同厂商的设备可以相互通信，协同工作。
功能块 定制功能块 应用描述 实施
功能块应用中自动控制功能的实现方式是：根据特定的算法和一系列的内部控制参数，每一功能块对实时获得的输入参数进行计算，得到输出参数。功能块提供了一个通用的结构，用来定义模拟输入（AI）、模拟输出（AO）和比例积分微分（PID）控制，同时还具有开发定制功能块的能力。物理设备通过激活、连接单一现场设备或现场总线网络内的一个或多个功能块，可以执行部分控制/监测策略。在建立分布式的基于现场的控制架构时，这能简化功能块通用特性的识别。
基金会现场总线规范与定义允许厂商自行添加参数。当厂商发现新的要求时，便可以通过扩充功能块的定义来加以满足。
典型的油气田生产应用要求包括了湿性气体测量和油井开采测量的功能。这些功能由模块化的工业标准流量测量算法来实现。
这些流量测量算法由来已久。但在过去，这些算法要由专用的计算单元来处理，这便导致系统成本的增加，以及系统对4~20 mA信号传输模式的依赖。对于制造商来说，这些定制的基金会总线功能块程序可以被移植到其他设备中，只需添加软件，而无需增加任何硬件。这样，用户就可以利用现场总线进行计算，以及对所有设备中提供相同功能（如压力、温度和差压变送器等功能）的非专用的定制个性化功能块进行组态。
相对于传统的分布式控制系统和企业业务系统中的4~20 mA模拟传输模式，现场总线具有更好的信号完整性和准确性。在不同的功能块间传输的控制变量和测量变量不仅具有数值而且还有状态，通过状态可以反映诸如信号质量等属性。而信号质量也可以显示很多信息，例如，一个测量进行得好、坏还是不确定（数值有轻度越界的情况）。
相对于在专用现场设备和/或附加的室内设备中进行计算而言，在普通现场设备中进行计算的好处不只限于改善信号完整性和购买更少的设备。在测量现场进行数据计算不仅可以减少系统设备的数量，而且还增加了系统的可靠性，降低了系统的维护要求。
以下应用描述虽然不能很全面地反映当前现场总线的发展状况，但举例说明了模块化和定制化的基金会总线功能块的实现方法。这些功能块是针对多样化可重复的应用需求而设计的。
生产估算: 当气液比已知时，液体流速可由压差计算得到。对于气举井而言，气液比可由测得的举气速率、地层油气比和含水量计算得到。其中地层油气比和含水量可由试井得到。（见图1）
该生产估算算法适用于自喷井、气举井、ESP井和泵油井。对于气举井，流过注气阀80%~90%的气体是提升用气。测得的举气速率是生产估算算法的输入。生产情况的预测可用于减少测井次数，识别油井的生产状况变化，不断地优化生产，并可以实时生成气举性能曲线（gas lift performance curves）。
湿性气体测量：从测量的角度来说，虽然湿性气体测量被视为一种单相流测量，但湿性气体本身是含有液体的气井蒸汽。当含气率(GVF)大于90%~95%时，液体分率很低。所以，湿性气体测量只是多相测量的一个子集。
然而，在二相流场中准确的湿性气体边界值并没有确定。取而代之的是，液体分率由Lockhart-Martinelli (X)参数表示，当X < 0.3时，满足湿性气体测量的条件。根据ISO 5167国际标准，这里所采用的流量计是基于压差测量原理。该流量计使用了一个文氏管装置，基于单相气体流速算法和半经验的de Leeuw相关性算法，用于测量由少量液体所引入的系统误差。
生产估算: 总采油量和净采油量
对于气举井而言，举气管（lift gas line）的压力数据和温度数据由各自的现场设备模拟输入功能块测得，而这些数据又会作为各自差压测量设备的输入，用于流补偿。依据ISO 5167标准，对体积流量进行补偿的方程可作为实现ISO 5167定制功能块的功能规范。由ISO 5167孔流计算功能块输出的“注气速率”可作为生产估算功能块的输入（见图2）。
湿性气体测量: de Leeuw湿性气体相关性算法可对由于湿性气体产生的数据错误进行补偿，它是de Leeuw定制功能块的功能规范。标准基金会现场总线模拟输入功能块是ISO 5167定制功能块的输入，同时又是de Leeuw定制功能块的输入，用来对由于湿性气体产生的数据错误进行补偿（见图3）。
通过以上应
以上定制功能块的整体（组合的）块执行时间少于100ms。
－Dick Wismeijer，某跨国石油公司仪表、控制和自动化技术的培训总监
