西门子3VA1163-4GD42-0AA0

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说起，这项技术虽不能说是这两年自控领域讨论较广的话题，但也能算得上自控厂商相互角逐争夺市场的一项技术。实际上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**羊。那么现场总线到底是什么？

现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种工业控制技术。通俗地讲，现场总线就是用在现场的总线技术，和计算机内部的总线概念一样，但是由于现场的特殊环境（如温度，安装条件，干扰等等），不同于计算机通常用于室内，为了区别，所以我们把这种总线称为现场总线。

做过的人都知道，如果现场有100个i/0点，我们就需从plc柜引**过100根的电线到现场，如果是1000个呢？所以有人就想，能不能把这些所有的点用一根电缆都连接起来呢？不错，现场总线就实现了这种功能，它较大地方便了布线。现场总线主要由物理通讯形式+通讯协议+网络调度机制这三部分组成。

物理通讯形式，其实就是rs485、rs232、rs422、tcp/ip这几种物理通讯形式。另外还有无线，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一回事，其实并不是，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**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。

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*地点，而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**级。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，而每个子站有数据采集的终端和执行者，这样可以有效地减轻*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。

1.波特率

在串行通信中，用“波特率”来描述数据的传输速率。所谓波特率，即每秒钟传送的二进制位数，其单位为bps（bits per second）。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。有时也用“位周期”来表示传输速率，位周期是波特率的倒数。国际上规定了一个标准波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4kbps、19.2kbps、28.8kbps、33.6kbps、56kbps。 例如：9600bps，指每秒传送9600位，包含字符的数位和其它必须的数位，如奇偶校验位等。 大多数串行接口电路的接收波特率和发送波特率可以分别设置，但接收方的接收波特率必须与发送方的发送波特率相同。通信线上所传输的字符数据（代码）是逐为位传送的，1个字符由若干位组成，因此每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念。在串行通信中，所说的传输速率是指波特率，而不是指字符速率，它们两者的关系是：如在异步串行通信中，传送一个字符，包括12位（其中有一个起始位，8个数据位，2个停止位），其传输速率是1200b/s，每秒所能传送的字符数是1200/(1+8+1+2)=100个。

2.发送／接收时钟

在串行传输过程中，二进制数据序列是以数字信号波形的形式出现的，如何对这些数字波形定时发送出去或接收进来，以及如何对发／收双方之间的进行同步控制的问题就引出了发送／接收时钟的应用。

在发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用下将发送移位寄存器的数据按串行移位输出；在接收数据时，在接收时钟（上升盐）作用下对来自通信线上串行数据，按位串行移入移位寄存器。可见，发送／接收时钟是对数字波形的每一位进行移位操作，因此，从这个意义上来讲，发送／接收时钟又可叫做移位始终脉冲。另外，从过程中，收方进行同步检测的角度来看，接收时钟成为收方保正确接收数据的重要工具。为此，采用比波特率更高频率的时钟来提高定位采样的分辨能力和抗干扰能力。

3. 波特率因子

在波特率*后，输入移位寄存器/输出移位寄存器在接收时钟/发送时钟控制下，按*的波特率速度进行移位。一般几个时钟脉冲移位一次。要求：接收时钟/发送时钟是波特率的16、32或64倍。波特率因子就是发送／接收1个数据（1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位是个／位。如波特率因子为16，则16个时钟脉冲移位1次。 例：波特率=9600bps，波特率因子=32，则 接收时钟和发送时钟频率=9600×32=297200hz。

4.传输距离

串行通信中，数据位信号流在信号线上传输时，要引起畸变，畸变的大小与以下因素有关：

波特率——信号线的特征（频带范围）

传输距离——信号的性质及大小（电平高低、电流大小）

当畸变较大时，接收方出现误码。

在规定的误码率下，当波特率、信号线、信号的性质及大小一定时，串行通信的传输距离就一定。为了加大传输距离，必须加调制解调器。