工控新人對現(xiàn)場總線的理解

現(xiàn)場總線技術(shù)是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來的一種工業(yè)控制技術(shù)。通俗地講，現(xiàn)場總線就是用在現(xiàn)場的總線技術(shù)，和計算機內(nèi)部的總線概念一樣，但是由于現(xiàn)場的特殊環(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(nèi)，為了區(qū)別，所以我們把這種總線稱為現(xiàn)場總線。

做過PLC的人都知道，如果現(xiàn)場有100個I/0點，我們就需從PLC柜引超過100根的電線到現(xiàn)場，如果是1000個呢？所以有人就想，能不能把這些所有的點用一根電纜都連接起來呢？不錯，現(xiàn)場總線就實現(xiàn)了這種功能，它極大地方便了布線。

現(xiàn)場總線主要由物理通訊形式+通訊協(xié)議+網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機制這三部分組成。

物理通訊形式，其實就是RS485、RS232、RS422、TCP/IP這幾種物理通訊形式。另外還有無線，但是現(xiàn)在無線技術(shù)的通訊穩(wěn)定性和行業(yè)和國家還沒有形成一些規(guī)范，所以未來幾年也不會大量使用無線作為現(xiàn)場總線。

通訊協(xié)議，通訊協(xié)議對于自控人來說并不陌生，但是很少有人深刻理解和掌握，現(xiàn)場總線的協(xié)議，主要是每個現(xiàn)場總線站點需要通訊數(shù)據(jù)以何種形式通過通訊形式傳輸。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機制，大家可能覺得通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度機制是一回事，其實并不是，這是現(xiàn)場通訊特點，普通總線只是關(guān)鍵通訊數(shù)據(jù)，而現(xiàn)場總線要支持帶有時間標簽和優(yōu)先級，也就是這個調(diào)度機制主要是保證通訊數(shù)據(jù)的實時性和及時性。

現(xiàn)場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指定地點，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，交警主要是來解決擁堵，并保證關(guān)鍵道路的通行，并有效地實施了交通上的優(yōu)先級。

現(xiàn)場總線技術(shù)確實改變了傳統(tǒng)總線控制思維，常規(guī)的總線控制都是由一個主控CPU通過總線把子站數(shù)據(jù)拿過來進行計算，然后根據(jù)結(jié)果再通過總線把控制要求下發(fā)給另一子站，這樣其實就是浪費總線帶寬的資源，通過現(xiàn)場總線技術(shù)，可以把控制分散到各個子站，而每個子站有數(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的負擔，并且改變常規(guī)的控制模式。（今天的轉(zhuǎn)發(fā)暗號是：億維，專注核心控制）以前很多人都說現(xiàn)場總線可以節(jié)省大量布線成本，其實線纜成本是有一些但絕不是現(xiàn)場總線技術(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總線技術(shù)下放到各個站點，在總線上的各個通訊站點，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。