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：22062 | 回复：415
发表于：2010-02-07 10:11:00
楼主
最近看到一位“曾是数控领域中的老人（1968年从事数控，是“WEDM”的英文名之命名者；十年后离开数控，本世纪初又返回数控领域）”针对本人在论坛言论的回帖，一方面认同“数控重在体系”的提法，另一方面又有些质疑本人关于“后步进时代””需推崇运动控制级全数字总线的看法。
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。
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。
发表于：2010-03-18 07:51:03
324楼
论坛就是一个学习交流的地方，大家基于自己的知识认真的对问题进行交流、讨论，共同提高才是论坛的目的！尊重别人的同时也要尊重自己！对此，我的理解就是如果你对问题后面的基本理论没有搞清楚，希望你了解一下再讨论，想法没有好与不好，但是凭空臆测、胡乱猜想，甚至怀疑已经证实的理论基础，至少是对前人的不尊重，也是对自己的不负责！
就像一个病人去找医生看病，高明的医生都会用自己的医学认真对待，解决问题。如果碰着一个半吊子医生，看了一下病情，说了一个结论"你会死的"。从生老病死或者哲学的观点来看，这个半吊子医生说的这句话绝对没有问题或者是个完全正确的结论：人迟早会死！
发表于：2010-03-18 08:55:11
327楼
控制理论里面学个“闭环”，倒把你们给学傻了，呵呵。。。。
理论上来说，从采集数据，到运算，到实施控制，这个过程越短越好，最好是零。－－－－－－-但是可能么？不可能！
那么短到什么程度合适呢？？要看你机械部分的反应速度，－－－－－－－－-（记住：这里不讨论香浓定律！！讨论了又会玩傻某些人！）
如果计算时间达不到机械部分的反应速度，那么就降低机械的反应速度来适应计算速度。。。。
就像老太太开车，既然反应慢，那就开慢一些。！！
但是如果碰到必须反应迅速的地方怎么办？？如导弹。。。。。
那就必须提高运算速度！！！
要么说一枚导弹造价几十万呢！这里的运算速度，不是你化二块钱买一个CPU可以实现的！！
对于加工机床来说，相对于导弹速度，机械加工速度那只是爬蜗牛的速度，且工业计算机的运算速度也高，所以对于总线来说，有相对宽裕的时间可以浪费，呵呵呵
书呆子就是看书太多了，光看书能行么？？呵呵呵
以前有个电影叫《春苗》，老师在黑板上讲稻子和稗子的区别，－－－－－－－－-你去田里拔两颗看看，比你看一个月书都强。。
不实际去看看，光看书就是扯蛋
理论上来说，从采集数据，到运算，到实施控制，这个过程越短越好，最好是零。－－－－－－-但是可能么？不可能！
那么短到什么程度合适呢？？要看你机械部分的反应速度，－－－－－－－－-（记住：这里不讨论香浓定律！！讨论了又会玩傻某些人！）
如果计算时间达不到机械部分的反应速度，那么就降低机械的反应速度来适应计算速度。。。。
就像老太太开车，既然反应慢，那就开慢一些。！！
但是如果碰到必须反应迅速的地方怎么办？？如导弹。。。。。
那就必须提高运算速度！！！
要么说一枚导弹造价几十万呢！这里的运算速度，不是你化二块钱买一个CPU可以实现的！！
对于加工机床来说，相对于导弹速度，机械加工速度那只是爬蜗牛的速度，且工业计算机的运算速度也高，所以对于总线来说，有相对宽裕的时间可以浪费，呵呵呵
书呆子就是看书太多了，光看书能行么？？呵呵呵
以前有个电影叫《春苗》，老师在黑板上讲稻子和稗子的区别，－－－－－－－－-你去田里拔两颗看看，比你看一个月书都强。。
不实际去看看，光看书就是扯蛋
发表于：2010-03-25 10:12:04
339楼
今天才有机会向有关人士简单了解了TC231起草的开放式数控标准第三部分的总线协议，其实这个协议几乎只规定了开放式数控体系的应用层行规，而且还不算完备，物理层和链路层声明可以利用其它总线协议的，这样一来就把实时性问题甩给了别人，比如SERCOS III，或者EtherCAT，问题是如果真用SERCOS III或者EtherCAT做链路层，还有必要用这个标准规定的简陋行规吗？SERCOS行规的完备性有目共睹，而且EtherCAT都把它借鉴为SoE。
另，个人看法，如果一个面向数控应用的总线协议放弃了保障实时性的链路层，也就彻底失去了订立的意义和价值。国人做数控总线，必先首先解决实时性需求，否则确实就与一般意义上用于过程控制的现场总线没有多大区别了。但愿“野夫”的发问不是因为被TC231的这份标准搞晕了。
“野夫”很久没来了，也许是对这里失望了。
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