讨论：数字总线到底解决了运动控制级这一特定层面中的什么关键技术？ 点击：22593 | 回复：415
这位前辈的原帖关键内容如下：
“数控重在体系”，完全正确!
中科院计箅所李国杰院士说过，“计算机产品越搞越复杂。” “全世界好像只有计算机产业是把事情越做越复杂。”李先生又说“简单易用，千万不可越搞越复杂。产品太复杂，再好的技术也普及不了。”“计算机科学可能更需要建立‘简单性’理论，即如何发现最简单的方法去解决实际问题。” “尽可能用简单方法处理复杂问题是信息技术的生存之道。”
窃以为，李先生之所见切中计算机产品（包括数控系统）之要害。我返回数控之后，发现数控系统越搞越复杂，重蹈计算机的覆辙，这是与开放性背道而驰的。
先生提出“后步进时代”，推崇运动控制级的全数字总线，我想请教的是，从开放性与简单性来看，从数字控制的本质来看，对于运动控制级，全数字总线 的本质是什么？解决了传统运动控制中无法解决的什么技术关键（不是指现场总线的共有优点）？
请先生指教，谢谢。
个人谨将有关回帖整理张贴如下，欢迎业内朋友讨论。
作为“WEDM的英文名之命名者”前辈绝对是晚辈的崇拜对象！前辈开始从事数控的时候，晚辈尚未来到这个世界上。前辈重返数控的时候，晚辈才刚刚进入业内，虽然师从国内第一代数控专家已经将近十年。眼下晚辈无非是在数控的边缘混口饭吃，并非什么数控高手。
至于李院士的高论，晚辈不敢苟同，窃以为李院士混淆了两个概念，就是作为技术类产品的计算机中所必须包含的两个概念：一个是产品，一个是技术，产品自然要主张易用性，而技术则只能追求先进性。作为一名业内工程师，晚辈肯定没有学者的远见卓识。不过本人非常认同一位国外工程师的观点：所谓工程师就是以自己的复杂劳动为别人（主要指用户）提供便利的人群。工程师尚且需要如此，学者们难道就可以偷闲？作为国家最高学术机构的中科院不做越来越复杂的（先进）技术做什么？纳税人的钱不应该被用来养活饭桶。
再回到数控系统上来，从58年我导师那代人搞出国内第一台数控机床（包括系统），到前辈入行的68年，出行的78年，再到所谓改革开放十年后的88年，国内数控技术因为政策起伏已然经历了三起三落，每每不是一哄而上，继而一哄而散，计划经济导致的学院科研和吃饭技改未能造就民族数控产业，苟延残喘下来的机床所在合资后彻底沦为日本人的买办。无独有偶，从90年代初期，靠着吃政府市场饭的华中数控（背靠教育部），航天数控（背靠航空航天口军工企业），蓝天数控（背靠中科院）慢慢起来了，然而时至今日，除了能在政府市场混饭吃，对国内数控产业和市场又有什么实质贡献呢？！
就如PC绝不是计算机科学的代名词一样，数控的内涵也绝不是眼下遍地开花的经济型数控系统，就如计算机要分为大型机、小型机和服务器、PC一样，数控也要分为高端、中端和普及型、经济型，不同的分类，要害自然不同。经济型讲求低价格高可靠，因为经济型拼的就是价格，没有可靠性，根本应付不了高额售后支持和维护的成本消耗。中端和普及型的要害是性价比，在必须提供足够的功能和性能的同时，成本还必须降得下来，因为目前普及型的竞争对手主要是外国人，国产系统除了能为用户节省成本，还没有能力为用户创造价值。高端拼什么？看看“十一五”重大课题就不难发现，拼的是具备高性能的高端功能，目前国人还远不是外国人的竞争对手，高端数控对国人而言首先要解决的是（功能）有没有和（性能）好不好的产品问题，也就是先进技术的集成和产品化问题。
至此，就不难回答前辈的关于数字总线的质疑了，如果仅仅是面向经济型数控系统，后步进时代的脉冲串足以，又简单，又开放，又廉价。如果是面向中端和普及型数控，脉冲串和模拟接口会越来越显得捉衿见肘，毕竟今天的高端不久之后就会成为明后天的中端乃至普及型。面对高端应用，难道还有真的会有谁认为脉冲串足以？！模拟口虽然简单，而且开放，但国际数控业乃至运控业之所以弃之不用，而纷纷走向数字总线的理由早借模拟调节和数字控制之争就已然定论了，而且就每根轴的接入成本而言，抛开复杂线束及其布线成本不谈，高精度高分辨率的模拟接入成本也未必会低于数字总线的节点接入成本。
诚然，数字总线技术只是数控和运控系统中的数据传输载体，解决的关键问题在于高数据传输率、高数据刷新率和高指令同步性，数字总线本身并不直接解决数控和运控最本质的关键问题，但是这并不妨碍数字总线成为高端数控系统的关键特征（之一）。而且开放性也并非片面地意味着简单，没有经过良好封装的开放性，只能增加用户的使用难度和复杂性，使产品成为所谓的专家型系统（专家型用户才具备使用能力的系统），而封装的太好，开放可能也就无从谈起了。开放式系统是一个过于复杂的问题，晚辈无力揣度。关于数字总线的开放性，毋庸置疑的是，任何一种开放性数字总线的技术实现复杂度肯定都远高于脉冲串和模拟接口，而在这个问题上，恰恰是国人的软肋，不要说创立和起草全新的数字总线协议，就连拿现成的舶来品集成进自己的产品，国内数控和运控业内又有几家企业能够驾轻就熟，信手拈来呢？
以上就是晚辈对于国内数控技术发展和数字总线一点浅薄看法，恭请前辈不吝赐教。
“而本人则认为伺服控制系统的带宽与数控系统的带宽是两回事，而且就本人所知，在数控系统中并未引入‘控制系统的带宽’的概念，似乎也没有必要引入‘控制系统的带宽’的概念。”
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
不尽然！ 如果数控系统在上位执行位置闭环，甚至速度闭环的话，那么数控系统就事实上已经在做控制，此时必然会涉及控制系统带宽问题。比如（过去常用的）以±10V模拟接口传送速度指令，伺服为速度模式，位置反馈送到数控系统完成位置闭环，此时数控系统中必然涉及位置环带宽；再比如据说是当前PCB行业流行的工作方式，伺服只做到电流环，由上位数控完成位置闭环（包括或不包括速度闭环），此时的数控系统中也必然会涉及位置环带宽（甚至速度环带宽）。
因而总线化接口的数控系统中很可能既包含通讯带宽概念，又包含控制带宽概念。
to“野夫”：控制权的向下释放和向上集中是当今运控领域同时存在的两个趋势，并不受总线化趋势的影响。
陈教授的控制权分布式下放的观点更多的来源于SERCOS的早期宣传，就应用而言更适于生产线和大型机床中的远距离分布式应用，当然也并不妨碍集中式应用。
而集中式应用，在数控应用中，尤其是前面举的PCB数控应用中也非常广泛。其实SERCOS本身把刷新周期做到62.5us，SERCOS III更是缩短为31.25us，Mechatrolink III也可以短至31.25us，这么短的刷新周期往往会直接用于电流环控制，因此也就间接意味着上位集中了。还有SynqNet，其设计初衷就是取代±10V模拟接口，统一指令和反馈的传输接口，实现多轴位置采样同步，由上位实现位置闭环，实现速度指令的同步刷新和执行。
因而控制权的统也好，分也好，并非受制于是不是用了总线，而是取决于控制思路，不可一概而论。
俺也不是专门做数控的，所有相关知识，无非是在最基本的物理/数学/电气基础之上，从网络或书本中掘得一二。野夫先生在312楼问的问题，比如说“带宽”，您大可以在网上搜一下；在坛子里混的，许多人基本概念原本未必清楚，有心的人，讨论过程中发现不清楚之后，搜一下就提高了，搜完之后再发言还显得自己“道行”高深，呵呵。
带宽，字面上就是“响应频率（带）的宽度”，伺服驱动系统/数控系统的带宽，当然也不能算一个概念，数控系统是在伺服驱动+系统+传动+“总线”等部件之上组成的，作为整套执行机构，它的带宽自然小于伺服驱动系统带宽，因为它是伺服带了负载、信息做了交换、响应要滞后、要慢嘛。
“鉴于离散、不连续乃客观世界之本质，伺服控制系统在“观念接口”上的全面“数字化”或许是一种新思路的平台。”客观世界的本质究竟如何，我们并不能确定，只是在“量子”大潮中，有不少人传播着那几个外国佬儿的离散与不连续；由于计算机信息技术的发展，许许多多的“模拟”“连续”过程，可以被离散化、数字化处理了。看看近现代科学发展史，粒子一次次被往小里拆分、宇宙由地球不断地被我们看大，谁能说，我们已经找到了最小的离散因子了呢？
离散，只不过是在当前技术基础上，把时空分割成可观测、可计算、可执行的小块儿，是我们解决问题的一种方式而已。与其说是“客观世界之本质”，还不如说是我们“主观世界之特征”，这世界究竟是离散？连续？我们无法证实。——呵呵，扯到这些玄乎套上，俺与野夫到是臭味相投。
“数字化”，在许多搞模拟出身的前辈眼里，也许仍然算时髦的词语。而对当今青壮年，恐怕已经不觉得新鲜，认为它是理所当然的东西。“观念接口”的更新，往往并不是技术上的更新（重要技术大都是悄悄地干活），往往是商业上推广上，从某种角度，辅以种种名词术语，比如早期“直流变频空调”早期“四象限变频”“全数字X”“全数字Y”，商业忽悠，多数是以乱人耳目为目的，一知半解的人是大部分（包括我等），更是以讹传讹；相对理性的技术内涵，反而不会被高人轻易道出。——所以，那些接口的问题，就交给大忽悠们好了，我们做自己的事，圆自己的梦
“合理”之意为何？本人认为“取决于被控过程的实际过程特征与控制系统的实际体系结构”，即数控系统的实际过程特征与实际体系结构。所谓“被控过程的实际过程特征与控制系统的实际体系结构”当然包括“伺服控制系统的实际过程特征与实际体系结构”。这两方面的问题清楚了，才能深入探讨数控系统与伺服控制系统之间接口的数字化、总线化问题。对于“伺服控制系统的实际过程特征与实际体系结构”，本人无发言权，只能向诸位伺服高手求教。鉴于数控系统已全面“数字化”，而接口也应是数字化的，为便于与“数字化”接轨，本人更希望诸位伺服高手尽可能将伺服控制系统中的一些本征概念用“数字化”形式予以格式化。本人猜测，在这个格式化的过程中或许会产生一些火花。
想当年I2C也可以作为电视机的卖点和炒作概念！
更有甚者，就是空调业无耻的“直流变频”和“正弦波直流变频”概念，2002～2003年，本人还真当真打电话咨询过标榜“好空调xx造”的空调业著名企业，结果令我大跌眼睛，该企业的“直流变频”研发负责人承认（当时）所谓的“直流变频”实际上就是“（方波）无刷直流调速”，得知本人搞电机驱动时，还问我能否提供全套技术，晕倒！
呵呵！这么说来，俺也真算是与“野夫”同为吹毛求疵的一丘之貉了！
商人嘛，无非找些噱头，饼干的别称还有什么“士架”，“曲奇”什么的。电机就这么几个，控制方式也就这么几种
引用征 的回复内容：事实证明，工控网上还是懂得一知半解的人，或者是根本就不懂、瞎掺和的人居多。搞了几年应用就似乎融会贯通了，什么量力理论、时空扭曲都能扯上，也真敢说！你以为工控技术是什么啊？种大白菜还要看地域和节气呢，你以为刨个坑撒把种子就长白菜了？
引用某名人前辈的话：这个世界上，有大狗也有小狗，但是小狗没必要因为大狗的存在就害怕哆嗦。用俺的话来说：这世界上，有大江大河也有小溪小流，大江大河面前，小溪小流不必过分张狂，但也没必要恭敬地迷失了自己的本色。
上面某位兄弟引用了花瓣那帖子：论坛是个染缸或者泡菜缸，大家都只不过咸菜一根。咸菜有多种，有白菜有萝卜有黄瓜有芥菜，每种咸菜都有它存在的理由。芥菜再传统，也不能不允许白菜的存在。
我这种咸菜，从来没认为人活着是为了搞工控技术，也没认为应该挣多少多少大钱，也不认为工控技术有多高深多严肃多神圣。来到世上走一遭，只希望能看到这花花世界背后存在的一些秩序，尽量知其然后知其所以然，少些迷惑，少人云亦云。真理、秩序、永恒，才是永远值得俺这咸菜思考追求的。所以，俺比较同感于野夫身上的某些气味。
- 伺服电机定位精度、指令脉冲当...
[6706] - Windows系统下的实时性问题[8045]
- 伺服电机的几种制动方式分析[10847]
- 如何实现精确定位[5899]
- 请教:伺服电机在速度控制模式...[10510]
- 步进电机驱动器电源指示灯亮...[15632]
- 请教;步进电机驱动器的作用[6746]
- 关于伺服电机和步进电机的28...[10916]
- 请教高手，伺服参数自整定？[9448]
- 如何判断步进电机的好坏？[6001]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
