白话工控——剑思庭带你认识工控

2011-08-25 11:37

白话现场总线　

　说起现场总线，这项技术不能说是这两年自控领域讨论最广的话题，但也能算得上自控厂商相互角逐争夺市场一项技术。从siemens早在10年前全球推广的profibus到近年来profinet，再到emerson推广的FF以及rockwell的推广的devicenet和ethernet/ip，其实自动化厂商心里很清楚，谁掌握了现场总线，谁就掌握了标准，谁掌握了标准，谁就掌握了市场谁就是技术领头羊。那现场总线到底是什么，对于自动化技术人员又能带来什么呢？

　　现场总线，主要是由物理通讯形式+通讯协议+网络调度机制这三部分组成。物理通讯形式，我想大家理解起来不会很难，其实就是RS485、RS232、RS422、TCP/IP这几种物理通讯形式。将来可能会出现无线，但是现在无线技术的通讯稳定性和行业和国家还没有形成一些规范，所以未来几年也不会大量使用无线作为现场总线。

　　通讯协议，通讯协议对于自控人来说并不陌生，但是很少有人深刻理解和掌握，现场总线的协议，主要是每个现场总线站点需要通讯数据以何种形式通过通讯形式传输。网络调度机制，大家可能觉得通讯协议和网络调度机制是不是一回事，其实他并不是一回事，这是现场通讯特点，普通总线只是关键通讯数据，而现场总线要支持带有时间标签和优先级，也就是这个调度机制主要是保证通讯数据的实时性和及时性。

　　在这里不妨举个例子：现场总线等同于生活中交通系统通讯形式=交通上水陆空通讯协议=交通上的交通规则网络调度=交通上交警指挥系统生活中人们不论何种方式出行，都不会离开水陆空这三种形式，而不论作何种交通工具，都是要遵守交通规则。只有遵守交通规则才能正常行驶并到达指定地点，而交警的工作就要解决在正常运行当中一些由于干扰造成的交通拥堵，交警主要是来解决拥堵，并保证关键道路的通行，并有效地实施了交通上的优先级。我想经过这样的介绍，大家应该对于现场总线有一个梗概性的了解。那对于自控人员现场总线又能给我们带来什么呢？可能大家对于这个技术还没有“山雨欲来风满楼”的感觉，现场总线技术确实改变了传统总线控制思维，常规的总线控制都是由一个主控CPU通过总线把子站数据拿过来进行计算，然后根据结果再通过总线把控制要求下发给另一子站，这样其实就是浪费总线带宽的资源，通过现场总线技术，可以把控制分散到各个子站，而每个子站有时数据采集的终端和执行者，这样可以有效地减轻中央CPU的负担，并且改变常规的控制模式，以前很多人都说现场总线可以节省大量布线成本，其实线缆成本是有一些但绝不是现场总线技术为之存在的理由，它是一种改变常规控制的革新式技术，它把控制的核心通过总线技术下放到各个站点，在总线上的各个通讯站点，不再是数据采集和控制执行的终端，而是具有控制逻辑的大脑。

作者：剑思庭

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