工控新人對現場(chǎng)總線(xiàn)的理解

現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)控制技術(shù)。通俗地講，現場(chǎng)總線(xiàn)就是用在現場(chǎng)的總線(xiàn)技術(shù)，和計算機內部的總線(xiàn)概念一樣，但是由于現場(chǎng)的特殊環(huán)境（如溫度，安裝條件，干擾等等），不同于計算機通常用于室內，為了區別，所以我們把這種總線(xiàn)稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)。

做過(guò)PLC的人都知道，如果現場(chǎng)有100個(gè)I/0點(diǎn)，我們就需從PLC柜引超過(guò)100根的電線(xiàn)到現場(chǎng)，如果是1000個(gè)呢？所以有人就想，能不能把這些所有的點(diǎn)用一根電纜都連接起來(lái)呢？不錯，現場(chǎng)總線(xiàn)就實(shí)現了這種功能，它極大地方便了布線(xiàn)。

現場(chǎng)總線(xiàn)主要由物理通訊形式+通訊協(xié)議+網(wǎng)絡(luò )調度機制這三部分組成。

物理通訊形式，其實(shí)就是RS485、RS232、RS422、TCP/IP這幾種物理通訊形式。另外還有無(wú)線(xiàn)，但是現在無(wú)線(xiàn)技術(shù)的通訊穩定性和行業(yè)和國家還沒(méi)有形成一些規范，所以未來(lái)幾年也不會(huì )大量使用無(wú)線(xiàn)作為現場(chǎng)總線(xiàn)。

通訊協(xié)議，通訊協(xié)議對于自控人來(lái)說(shuō)并不陌生，但是很少有人深刻理解和掌握，現場(chǎng)總線(xiàn)的協(xié)議，主要是每個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)站點(diǎn)需要通訊數據以何種形式通過(guò)通訊形式傳輸。

網(wǎng)絡(luò )調度機制，大家可能覺(jué)得通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )調度機制是一回事，其實(shí)并不是，這是現場(chǎng)通訊特點(diǎn)，普通總線(xiàn)只是關(guān)鍵通訊數據，而現場(chǎng)總線(xiàn)要支持帶有時(shí)間標簽和優(yōu)先級，也就是這個(gè)調度機制主要是保證通訊數據的實(shí)時(shí)性和及時(shí)性。

現場(chǎng)總線(xiàn)等同于生活中交通系統，通訊形式=交通上水陸空；通訊協(xié)議=交通上的交通規則；網(wǎng)絡(luò )調度=交通上交警指揮系統。

生活中人們不論何種方式出行，都不會(huì )離開(kāi)水陸空這三種形式，而不論作何種交通工具，都是要遵守交通規則。只有遵守交通規則才能正常行駛并到達指定地點(diǎn)，而交警的工作就要解決在正常運行當中一些由于干擾造成的交通擁堵，交警主要是來(lái)解決擁堵，并保證關(guān)鍵道路的通行，并有效地實(shí)施了交通上的優(yōu)先級。

現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)確實(shí)改變了傳統總線(xiàn)控制思維，常規的總線(xiàn)控制都是由一個(gè)主控CPU通過(guò)總線(xiàn)把子站數據拿過(guò)來(lái)進(jìn)行計算，然后根據結果再通過(guò)總線(xiàn)把控制要求下發(fā)給另一子站，這樣其實(shí)就是浪費總線(xiàn)帶寬的資源，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，可以把控制分散到各個(gè)子站，而每個(gè)子站有數據采集的終端和執行者，這樣可以有效地減輕中央CPU的負擔，并且改變常規的控制模式。（今天的轉發(fā)暗號是：億維，專(zhuān)注核心控制）以前很多人都說(shuō)現場(chǎng)總線(xiàn)可以節省大量布線(xiàn)成本，其實(shí)線(xiàn)纜成本是有一些但絕不是現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為之存在的理由，它是一種改變常規控制的革新式技術(shù)，它把控制的核心通過(guò)總線(xiàn)技術(shù)下放到各個(gè)站點(diǎn)，在總線(xiàn)上的各個(gè)通訊站點(diǎn)，不再是數據采集和控制執行的終端，而是具有控制邏輯的大腦。