现场总线感悟工业通信的脉动
工业通信的现场总线：理解与应用
在复杂的工业环境中，现场总线扮演着关键角色，它确保了信息的正确、快速和稳定传输，从而保证了工业控制系统能够及时、准确地处理数据，并发出精确的执行命令。为了深入了解这项技术，我们将探讨其基本模型、特殊要求以及如何满足这些需求。
1. 通信基础模型
通信是指从一个点到另一个点信息传递过程，涉及发送器、接收器和通信链路。链路类型包括双绞线、同轴电缆、光纤、无线和微波。发送端调制数据，而接收端解调以重现原始数据，这些规则称为协议。
2. 工业通信特性
与一般通信不同，工业通信有特殊要求，如适应恶劣环境、高可靠性和实时性等。在此背景下，需要分类处理不同的数据类型，如过程数据、中断请求等。
3. 现场总线实现工业通信需求
OSI模型定义了物理层与如电缆连接器网络接口卡等物理介质相关联。物理层不仅定义了物理介质及其连接方式，还规定编码方式校验方法带宽频谱载波波特率电缆类型连接器设计。而数据链路层负责创建传输并接收数据包，其中LLC提供网络层协议逻辑交流MAC提供对特定编码访问传输。
应用层规定交互方式设备各种信息状态参数。在现场总线中，通常分为标识数据通用消息标识是指与传感器执行者之间变量通用消息用于文件下载上传。
3.1 替代4-20mA方案
4-20mA技术已被数字化替代，因为它抗噪声减少电缆诊断功能优越。此外分布式智能化也成为关键因素智能设备需具备计算能力数字通信协议标准因此成本较高。
3.2 RS-232 & RS-485比较分析
RS-232&RS-485主要区别在于逻辑表示前者为01后者为01两者的主要区别见表格由于RS-232只能实现点对点无法联网而RS-485能连成总线型网络许多现场总线基于RS-485因此有人误认为485是一种现场总線实际上它们不是同一概念但有些现场总線使用RS-485作为其物理定义所以有人会理解成485但是严格来说不是只是一种界限上的概念即使如此对于一些人来说这种混淆也是难以避免的因为他们更关注的是最后结果即便这种结果可能并不符合实际情况或者说是不准确的但是在某些时候这样的理解可以帮助他们解决问题只是当遇到更复杂或需要深入了解的时候就会发现这种简化视角不足以支撑整个系统运行所需的情报获取，因此我们必须要注意这一方面的问题特别是在进行决策之前要做出充分准备才行尤其是当你决定采用一种新的技术或方法来解决现有的问题时那么就得考虑所有可能性并且预料到可能出现的一切情况这样才能做出最合理，最经济，最安全有效果最符合自己目标的人生选择
3.3 编码原理
曼彻斯特编码是一种常用的数字串流转换法，将信号0和1通过跳变表示每个码元包含一个跳变低到高或者高到低代表一个码元先理解码元比特波特率比特率单词可以由字母组成，也可以由几个字母组成也就是说码元数是比特数的倍数，所以波特率也是比特率倍数关系我们都有背单词经历，比如说我们每天都要记住10个单词假设每个单词都是4个字母组成，那么波特率就是每天记住单词数量，而比特率就是每天记住所有单词字母数量
3.4 通信介质
通常使用有线连接原理通过电磁波在介质中传播利用双绞同轴光纤如图所示随着工控对接引求不断变化，无线技术迅速发展，现在开始越来越多地使用无限连接
3.5 通信模式
客户端/服务器模式适用于状态监测周期性查询服务生产者消费者（发布订阅）适用于事件通知提示MMS信息定义提示WorldFIP CAN LonWorks EIBus ControlNet SWIFTNET FF 使用发布订阅模式
3.6 通信机制
周期性触发应答机制触发机制周期性操作源自自动控制采样理论大多标记作为控制算法输入输出产生抖动消除抖动通过时间触发系统
以上内容详细阐述了如何从工业通信角度理解现场总线，以及介绍了一些常见的现场总eline 技术。这篇文章旨在提高读者的认识水平，使之能够更加全面地把握现代工控领域中的重要概念和应用实践。如果你对这个话题还有更多疑问或想深入探讨，请继续阅读相关资料，或咨询专业人士，以获得更全面的知识体系构建。
