现场总线能讲解得像人一样通俗易懂它可以理解几种不同的通讯协议
科普贴里的争论,引起了我的好奇心。有人提出了PROFIBUS和PROFINET的选择,我决定以2000年和2018年的汽车比喻来解释,结果意外地赢得了一些人的认可。既然是科普帖,那就不需要过于复杂的表达,要是想玩点文艺,也许我能力不足。不过,我们就随便聊聊现场总线吧,直到哪个问题结束。
一、什么是现场总线?
简单来说,就是设备之间需要通讯,而通讯要有硬件层的设备和软件层的协议,这些规范就是由现场总线提供的。我们以西门子的PROFINET为例,它其实就是TCP/IP协议的一个变种!大家知道TCP/IP有七层架构,而PROFINET则在这七层中改了两三层,规定了一套通讯格式作为自己的协议,所以它继承了TCP/IP高速通信的特点,而且硬件上也类似于TCP/IP,只要找一个普通交换机,就能用网线连接,无需额外设备。
二、为什么要用现场总线?
举个例子,如果一个PLC系统控制五个工位,每个工位平均有二十台气缸(每台气缸有两个到位信号,以及配套电磁阀两个控制信号),还有五根模拟量传感器,如果不使用现场总线,我需要把所有这些线全部拉到主控柜中,那么计算一下共计多少根线:气缸(20*(2+2)=80)加上模拟量5根,加上传感器5根,每个工位90根乘以五等于450根!看着密密麻麻的端子排,有种感觉大了。在远处看到这一堆乱糟糟的一片绿色 wires 的时候,这样的布局简直让人头疼。而如果使用现场总线模块,每个工位配置一个站,每个站直接对应区域内的一部分传感器数据,然后主控柜只需接入每个分站的一条电源和一条总线,因此布局更简单高效且维护方便。此外,对于工业机器人这样的高级设备,其与PLC之间通讯信号数量可能达到几十甚至数百,用现场总行为此类需求提供解决方案,比单纯拉长连串天花板上的导体强多了。
三、现场总行有哪些?
市面上流行的是各种各样的标准,如:PROFIBUS、PROFINET、DEVICENET、CC-LINK以及EtherNet/IP等。这背后的历史可以追溯至90年代初期,当时诞生了一批新的技术,其中西门子推出了自己的标准,并带动众多小弟们相继跟进;而ABB则推广DeviceNet,小日本为了不落后,也组成了CC-Link联盟……由于当时技术限制,大多数都是基于RS-485进行扩展,所以它们都有一些共同之处,比如说终端通常需要配备终端电阻。例如,在西门子的DP接口上,如果你想要连接PLC或者其他低水平IP设备,你会发现那个9针插孔看起来几乎与串口相同,只不过在红色拨码旁边标着ON或OFF来指示是否应该启用终端电阻。而对于三菱公司,他们推出的CC-LINK产品,更像是两个0.5W陶瓷电阻,看起来像是一对不同的模式所需不同值抵抗开关读取颜色环来辨识其类型。
四、何故这么多花样?难道不能统一吗?
这个问题很好问,但回答也很直接——利益。每一种标准背后都有一家牵头的大厂,还有一群跟随的小伙伴,他们形成自己的利益联盟。如果你选择西门子的PLC,你只能选择老旧的PROFIBUS还是更新速度更快的地产NET,不是第三种选项可供选择。但现在,如果你想要购买伺服驱动器的话,一家公司可能支持PROFINET,同时另一家可能仅支持EtherNet/IP。在这种情况下,你会倾向于那些既符合你的要求又不会给你额外付费版权费的小伙伴呢?
五、小友该如何选择?
哎呀,这不是你的决策范围内的问题。当项目规划中已经确定品牌的时候,即使乙方再怎么讨价还价也是无力的。你必须根据项目中的需求去挑选最合适的人才或物资,没有更多余地去讨论这个问题。
六,为何我们的国家没有自己的标准?
这可是一个容易解答的问题。一方面,我们缺乏足够强大的技术实力;另一方面,即使我们具备力量,但谁愿意成为我们的合作伙伴呢?主流市场上的领导者往往拥有庞大的影响力网络,不易被新兴势力颠覆。不过话说回来,即便如此,我们也有自己独特的地方值得骄傲,就像是在世界舞台上的那份坚韧不拔一样,让世界瞩目的中国特色也绝非空穴来风哦!
讲完啦,看完的小朋友们你们觉得怎样啊?欢迎留言评论转发,让更多的人受益吧!