現場總線控制系統與常規控制系統在系統構成、功能和控制策略等方面有許多類似之處。下面以鍋爐汽包水位的三沖量系統為例，介紹現場總線控制系統的設計。
圖6—43所示
的汽包水位的三沖量控制系統方案是經常被采用的經典控制方案，它把與水位控制相關的三個主要因素，即水位、給水流量和蒸汽流量，都引入控制系統作為控制計算的依據。
在系統方案選定后，接下來的設計還有：
1)根據系統方案選擇必需的現場智能儀表。
該三沖量水位控制系統需要液位、蒸汽流量和給水流量三個變送器和一個給水調節閥。現場總線系統中實現阻尼、開方、加減和PID計算等功能完全靠嵌入在現場變送器和執行器中的功能軟件實現。
2)選擇計算機與網絡配件。為滿足現場智能設備組態、運行和操作的需求，一般還需選擇一臺或多臺能與現場總線網段連接的計算機，方法之一是采用插接在PC機總線插槽中的現場總線PcI卡，把現場總線網段直接與Pc機相連。另一種流行的配置方法是設計某種通信控制器，其一側與現場總線網段連接，另一側按Pc機聯網方式，以完成現場總線網段與Pc機間的信息交換。該控制系統兩種方法的硬件配置如圖6—44所示。
為優化通信，減少信號的往返傳遞，盡可能將信號相關的現場設備就近安放在同一總段上。此外，采用PLc時可與現場總線網段接口，使PLc成為現場總線網段的節點成員。
現場總線網段作為工廠底層網絡，還要考慮與其他層次網段間的連接和數據交換。
3)選擇開發組態軟件、控制操作的人機接口軟件。現場總線作為開放系統，希望軟件盡可能擺脫專用軟件的束縛，走上規范、開放的軟件平臺。鑒于硬件采用了Pc機，因而windows系列的應用軟件資源不可棄之一旁。同時，選擇中要注意人機接口軟件平臺的開放性，要能與多個應用軟件共享數據信息。
組態軟件是現場總線系統中的特色軟件，它要完成下列任務：①在應用軟件的界面上選中所連接的現場總線設備；②對所選設備分配位號；③從設備的功能庫中選擇功能塊；④實現功能塊鏈接；⑤按應用要求為功能塊賦予特征參數；⑥對現場設備下載組態信息。組態軟件一般采用窗口式軟件。
4)根據控制系統結構和控制策略所需功能塊以及智能現場設備具備的功能塊庫的條件，分配功能塊所在位置。
具體到三沖量水位控制系統，功能塊分配方案如下：①汽包液位變送器內，選用AI模擬輸入功能塊、主調節器PID功能塊；②給水流量變送器內，選用AI模擬輸入功能塊、求和算法功能塊；③蒸汽流量變送器內，選用AI模擬輸入功能塊；④閥門定位器內，選用副調節器PID功能塊、AO輸出功能塊，并實現現場總線信號一調節閥門的氣壓轉換。一般，現場總線功能塊的選用可以任意，因此現場總線控制系統的設計具有較大柔性。
5)通過組態軟件，完成功能塊之間的連接。
按三沖量控制系統框圖和功能塊分配方案，功能塊組態連接如圖6—45所示。
圖中虛線表示物理設備，實線內表示功能塊，實線內標有位號和功能塊名稱。其中，水位變送器的位號為FTl01，蒸汽、給水變送器的位號分別為FTl02、FTl03，給水調節閥的位號為FAVl01。BK—CAL IN、BK—CAL OUT分別表示閥位反饋信號的輸入與輸出；CAS．IN表示串級輸入。實行組態時，只需在窗口式圖形界面上選擇相應設備中的功能塊，在功能塊的輸入輸出間簡單連線，便可建立起信號傳遞通道，完成控制系統的連接組態。
6)通過功能塊的特征化，為每個功能塊確定相應參數。
圖6—46為給水流量測量變送器的AI功能塊，可通過組態決定其AI功能塊的特征參數，如測量輸入范圍、輸出量程、工程單位、濾波時間和是否需要開方處理等。
7)網絡組態。由于現場總線是工廠底層網絡，網絡組態的范圍包括現場總線網段，也包括作為人機接口操作界面的Pc機及與其相接的網段。內容有分配網絡節點號，決定鏈路活動主管和后備鏈路活動主管等。
8)組態的攝后操作是下載組態信息，即將組態的信息代碼送到相應的現場設備，并啟動系統運行。
現場總線控制系統軟件是現場總線控制系統集成和運行的重要組成部分，它主要由下列內容構成：
(1)組態軟件包括通信組態和控制系統組態。明確：①系統要完成的控制功能，各控制回路的組成結構，各回路采取的控制方式與策略；②節點與節點間的通信關系。
(2)維護軟件用于對現場總線控制系統軟硬件的運行狀態進行監測、故障診斷和維護等。
(3)仿真軟件用于對現場總線控制系統的部件，如通信節點、網段、功能模塊等進行仿真運行，作為對系統進行組態、調試和研究的工具。
(4)現場設備管理軟件用于對現場設備進行維護管理的工具。
(5)監控軟件這是必備的直接用于生產操作和監視的控制軟件包，其功能十分豐富，主要內容有：
1)實時數據采集。將現場的實時數據送人計算機，并置入實時數據庫的相應位置。
2)常規控制算法和數據處理，如標準PID，積分分離，超前滯后，比例一階、二階慣性濾波，高選、低選和輸出限位等。
3)優化控制。在數學模型的支持下，完成監控層的專家系統、預測控制、模糊控制和人工神經網絡控制等。
4)邏輯控制。完成如開、停車等順序啟停過程。
5)報警監視。監視生產過程的參數變化，并對信號越限進行相應的處理，如聲光報警等。
6)運行參數的畫面顯示和報表輸出。
7)操作與參數修改。實現操作人員對生產過程的人工干預，修改給定值、控制參數和報警上下限等。
8）文件管理和數據庫管理。
9)實時統計質量控制軟件。主要包括在線與歷史數據預處理、各種統計控制圖、直方圖、事件觸發采樣、在線報警、過程能力分析和用戶評述記錄。
現場總線控制系統大都采用工業控制計算機作為監控計算機，因此人機接口部分與普通計算機差異不大。畫面顯示主要采用CRT顯示器、LCD液晶顯示；人機接口主要是鍵盤、鼠標、觸摸屏；輸出接口主要指各種檔次的打印機、聲光報警裝置等。當然，它們都應是適合工業生產環境使用的。為方便和適宜操作，有的裝置在控制室還配備有操作臺，設有各種開關、旋鈕、指示燈和數碼顯示。這些人機接口硬件都需要有相應的軟件驅動，配合工作。
現場總線的出現對傳統的控制系統結構帶來的影響將超過20世紀50年代末由舊式模擬儀表向電動或氣動單元組合儀表，以及20世紀80年代從電子模擬儀表轉到DCS那樣大的深度。專家預言，常規4～20mA模擬儀表、數字儀表，在21世紀將基本上讓位給現場總線，最終完全替代DCS。
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