工控新人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的理解

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)控制技術(shù)。通俗地講，現(xiàn)場(chǎng)總線就是用在現(xiàn)場(chǎng)的總線技術(shù)，和計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線概念一樣，但是由于現(xiàn)場(chǎng)的特殊環(huán)境（如溫度，安裝條件，干擾等等），不同于計(jì)算機(jī)通常用于室內(nèi)，為了區(qū)別，所以我們把這種總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。

做過(guò)PLC的人都知道，如果現(xiàn)場(chǎng)有100個(gè)I/0點(diǎn)，我們就需從PLC柜引超過(guò)100根的電線到現(xiàn)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(cuò)，現(xiàn)場(chǎng)總線就實(shí)現(xiàn)了這種功能，它極大地方便了布線。

現(xiàn)場(chǎng)總線主要由物理通訊形式+通訊協(xié)議+網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機(jī)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，但是現(xiàn)在無(wú)線技術(shù)的通訊穩(wěn)定性和行業(yè)和國(guó)家還沒(méi)有形成一些規(guī)范，所以未來(lái)幾年也不會(huì)大量使用無(wú)線作為現(xiàn)場(chǎng)總線。

通訊協(xié)議，通訊協(xié)議對(duì)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(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議，主要是每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線站點(diǎn)需要通訊數(shù)據(jù)以何種形式通過(guò)通訊形式傳輸。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機(jī)制，大家可能覺(jué)得通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機(jī)制是一回事，其實(shí)并不是，這是現(xiàn)場(chǎng)通訊特點(diǎn)，普通總線只是關(guān)鍵通訊數(shù)據(jù)，而現(xiàn)場(chǎng)總線要支持帶有時(shí)間標(biāo)簽和優(yōu)先級(jí)，也就是這個(gè)調(diào)度機(jī)制主要是保證通訊數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和及時(shí)性。

現(xiàn)場(chǎng)總線等同于生活中交通系統(tǒng)，通訊形式=交通上水陸空；通訊協(xié)議=交通上的交通規(guī)則；網(wǎng)絡(luò)調(diào)度=交通上交警指揮系統(tǒng)。

生活中人們不論何種方式出行，都不會(huì)離開水陸空這三種形式，而不論作何種交通工具，都是要遵守交通規(guī)則。只有遵守交通規(guī)則才能正常行駛并到達(dá)指定地點(diǎn)，而交警的工作就要解決在正常運(yùn)行當(dāng)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(jí)。

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)確實(shí)改變了傳統(tǒng)總線控制思維，常規(guī)的總線控制都是由一個(gè)主控CPU通過(guò)總線把子站數(shù)據(jù)拿過(guò)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)結(jié)果再通過(guò)總線把控制要求下發(fā)給另一子站，這樣其實(shí)就是浪費(fèi)總線帶寬的資源，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以把控制分散到各個(gè)子站，而每個(gè)子站有數(shù)據(jù)采集的終端和執(zhí)行者，這樣可以有效地減輕中央CPU的負(fù)擔(dān)，并且改變常規(guī)的控制模式。（今天的轉(zhuǎn)發(fā)暗號(hào)是：億維，專注核心控制）以前很多人都說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)總線可以節(jié)省大量布線成本，其實(shí)線纜成本是有一些但絕不是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為之存在的理由，它是一種改變常規(guī)控制的革新式技術(shù)，它把控制的核心通過(guò)總線技術(shù)下放到各個(gè)站點(diǎn)，在總線上的各個(gè)通訊站點(diǎn)，不再是數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行的終端，而是具有控制邏輯的大腦。