现场总线科普贴

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今天有人提出PROFIBUS和PROFINET的取舍，我就用2000年的车和2018年的车做比较，结果不服！行，那我们就来聊聊现场总线。既然是科普贴，那就没必要搞得那么文绉绉的（要玩文的我也没那本事）。太深入了我也讲不了，我只管用不管开发，就像当年有人问我plc的原理是什么，把我问的一脸懵逼……我们就随便聊聊，到哪是哪。
一.什么是现场总线
说白了，设备之间需要通讯，通讯就要硬件层的设备和软件层的协议，规范这两种东西的就是现场总线。我们以西门子的PROFINET总线为例，实际上他就是TCP/IP协议的变种！我们知道，TCP/IP是七层架构（不知道的自己查资料），PROFINET就是在七层架构中改了2层（还是3层，不确定），规定了一下通讯格式作为他的通讯协议，所以他继承了TCP/IP高速的特点，硬件上和TCP/IP类似，所以我们随便找一个交换机，即使是市面上几十块钱一个那种，插上网线，网络一样通。
二.为什么要用现场总线？
举个例子，一个PLC系统控制了5个工位，每个工位平均有20个气缸（每个气缸有2个到位信号，配套的电磁阀有2个控制信号），5个模拟量，5个传感器，如果不用现场总线，我需要把这所有的线全部拉到主控柜中，我们来算一下总共有多少根线：气缸（20*（2+2）=80个点）80根+模拟量5根+传感器5根，每个工位90根，*5=450根！看着密密麻麻的端子排，有木有一种牛逼大了的感觉？如果隔得远，这一堆线拉的那叫一个HIGH！如果我们用现场总线模块，每一个工位配置一个站，每一个站直接该区域的线，主控柜接入每个分站只有一根电源、一根总线而已，布线明显简单高效，且维护方便。还有其他的一些设备，例如工业机器人，单台和PLC的通讯信号就几十几百个，全部拉线？你在逗我？用现场总线一根线完事！
三.现场总线有哪些？
市面上主流的现场总线有：PROFIBUS、PROFINET、DEVICENET、CC-LINK、EtherNet/IP等。
上世纪90年代初，推出了一批现场总线，其中，西门子拉了一堆小弟搞了PROFIBUS，AB招呼一帮下手搞了DeviceNet，小日本一看自己玩剩下了，又抱团搞了CC-Link……还有很多很多。由于当时的技术问题，都是在RS-485的基础上搞出来的，所以他们都有同一个尿性，终端需配终端电阻。西门子PROFIBUS-DP（常常简称DP）的接口，如果是接PLC或者柜内IP等级不高的接口，和串口的9针接口长得一模一样！上面有一个红色的拨码，拨到ON就使用终端电阻。至于三菱嘛，上次买了几个三菱的CC-LINK模块，看到那个终端电阻，我的个麻呀，啥玩意，看上去就一个0.5W的陶瓷电阻（不对，是两个，不同的模式需要不同的阻值，还要自己看色环来分辨）！之后，随着互联网技术的发展，网络通讯大行天下，各大厂商一看苗头不对，纷纷推出基于TCP/IP协议的现场总线，PROFINET——PROFIBUS，EtherNet/IP——DeviceNet，CC-LINK——CCLINK-IE（CCLINK-IE我没用过，应该是这个意思，欢迎指正），均是在此浪潮下发展而来。
四.既然基本架构都差不多，为什么要搞这么多花样呢，统一一下不好吗？
这是个好问题，就像把全世界的语言统一一样。说白了还是两个字，利益！各个总线协议总有一个牵头的，带了若干跟班，他们形成了自己的利益同盟。举个例子，如果你选择了西门子的PLC，要么就是老旧的PROFIBUS，要么就是更新更快的PROFINET，没有第三个选择。好了，现在我要配伺服驱动器，A家和西门子一伙，可以提供PROFINET的产品，B家和AB走得近，只有EtherNet/IP，选择A家你可以畅快地使用总线带来的便利，B家只能用端子控制，你选哪家？实际上第三方厂商是各方都玩，例如图尔克，PROFINET、EtherNet/IP的产品均可以提供，但是，不给你白用。假设图尔克卖了一块2000块的PROFINET模块，需要付给西门子200块钱版权费，EtherNet/IP类似。当然，价格是我瞎掰了，意思就是这样。我记得很多年前我好像发过这样一个帖子，当时是和LENZ的工程师吹牛，我说，我怎么感觉这些现场总线都是在跑马圈地啊，各有各的地盘？他说，是啊，我们卖PROFINET总线的通讯模块都是要付版权费的，还不便宜呢。
五.我该选用哪种现场总线呢？
呵呵，同学，你想多了，在这个问题上基本上你是没有发言权的。项目规划中用什么品牌的PLC，乙方往往是没资格讨价还价的，PLC都定好了，选现场总线已经是个单选题了。
六.为什么我们国家没有自己的总线协议呢？
这个问题更简单了，第一，技术实力够不够？我觉得就算差也差不了多少；第二，谁来陪你玩？主流的现场总线领头的都是业界知名公司，都有小弟一呼百应，这方面的实力我们就差得远罗。