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：21983 | 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。
来来来，野夫先生，你用嘴巴和哲学，俺后生来用拳头、用金庸武侠支持你。俺用不懂装懂来支持你。
野夫之意在于探讨“本质”和“关键”，与俺一样追求一言以蔽之那“一言”，如同在宏观上，我喜欢用“滞后”“惯性”等概念描述系统，不到实质计算上就不用什么传递函数来描述系统。看到野夫的“delay”，俺攀高枝寻找气味相近者捧臭脚打群架。
野夫之意，希望用一种求教的方式，给如日中升的数控中坚如波恩、刘岩利、征、firstrazor firstrazor、@Q等等高人，提一种思路——哪怕这思路、思想不被接受、不被认知，他也在为中华之数控添一把火、尽一己之力。
任何一个行业中、任何一个系统中，都会有历史或自然产生的分工，有一些人在作形而上的哲学理论思考，有些人在做前沿细节分枝的研发，有些人在用别人理论、研发出来的东西大量实践。
在这样一个既混沌而有序的过程中，许许多多的技术观点，是有较短时间阶段适用性的，而野夫之所求，是更长时间的阶段适用性，其实质，用通俗的话来讲是：永恒。虽然这并不可能，但是“不可能”永远阻止不了无数求真者的脚步。
有人追求“永恒”，也必须有人追求“阶段适用性”，更必须有再多的人追求大量的实践，这是现实中我们更需要的，我姑且认为波恩、刘岩利、征、firstrazor firstrazor、@Q这些高人都站在这两个层次。他们是中坚力量。“数控重在体系”，“CNC化是NC的微计算机发展的必然结果”，“现有数控最本质东西还是插补和轨迹规划等数控功能软件”，诸如此类的论点，无不是“有针对性”“有阶段性”的，正是这些论点，让冲锋在前的人，有了尝试的机会和实践的具体方向。
至于一些“技术门槛”“商业壁垒”的存在，这是社会现实与社会发展的必然。它对“总线”进程的推动作用，也是众所周知的。这属于社会学范畴，与自然科学不在一个分枝，在这里我们可以不作过多的探讨。
希望野夫先生，在“哲学”与“技术”的交点上，再具体技术化一些。不必多引导，不妨直指观点进行论证，才能让大家的讨论，进入真刀实剑
事实上，全数字接口与脉冲、模拟接口，从信息论的角度，都属于信息交换的方式。在不考虑数字、脉冲、模拟方式在信息交换效率（这个词可以换作俺提过的“滞后”“惯性”，或者野夫提的“delay”）上的区别，其本质没有什么不同。
按野夫的思路，我试探性地“揭露”一下数字通讯方式与脉冲、模拟方式区别的本质：把这三种方式，从信息论的角度，都看作是通讯；数字通讯方式，一般可以认为是“双工”的，有的还可以“全双工”，一般脉冲、模拟方式，是单工的。这个“本质区别”，在目前，将会把数字通讯方式推向制高点。
不考虑通讯效率与单工、双工，从群控的角度来讲，脉冲、模拟，从电路原理上，增加驱动能力，也一样可以实现一对多的“通讯”。在数字信息化的年代，脉冲本来就要计数、模拟最终也大多要AtoD，它们与数字通讯的区别，还有一点是，一般没有“时钟同步”的概念。
而由数字通讯组成大系统，在某些角落，仍会有脉冲或模拟作为底层支持，数字通讯通过其“强健的沟通能力”作为上层建筑来协调。
俺考虑的数字通讯与脉冲、模拟的两个区别，是不是足以支持它成为数控的领衔主演呢？
且总线控制是越来越难么？？
非也！总线控制是越来越简单了！
和计算机语言由低级，到中级，到高级一样。
总线语言也是越来越高级了，使用越来越方便了。
使用低级语言总线，你需要自己设置波特率，数据位，校验位，通讯地址，自己计算校验码，演算校验码，需要自己程序处理在一次通讯不上时，是报错，还是重复报文。。等等等等很多复杂的工作。
而高级的，使用起来就简单的多。呵呵呵。只需在电脑里面点个点，打个勾。
总线使机器连线大为减少。
举个简单例子，用plc控制变频器，如果用端子控制的话，需要接很多根线，正转，反转，使能，调速，报错反馈。。。。等等。变频器N多的话，这些线再乘以N倍,PLC也要有同样多的输入输出点...........而总线就简单了，只要两根线。
还有的说，总线的实时性不好。。。。非也。。。当PLC里面的继电器吸合的瞬间，总线已完成了工作。
还有就是，端子控制，无法实时在线动态监测。而总线就可以。
还有一个误区就是，总线容易受到干扰。-------非也-----------只要屏蔽得当，干扰忽略不计。
还有“干扰是一个筐，玩不转就往里面装！”呵呵呵，我看很多人，问题一旦解决不了了，一概一言以蔽之：“干扰！！”--------呵呵呵，干扰就是个受气包。----------要是干扰会说话，它一定会喊：“冤死了！！！“呵呵呵
两天不来，这里如此热闹！ 竟连久违的“通讯网”也加入进来了，有趣得很！不过“通讯网”在“53楼”的回答不仅精彩，而且到位！
“野夫”喜欢以玄学看待技术，与我等以技术自称的工程师，也就是匠人，差距颇大。如果说先秦的“道”可比于西方的“哲学”，那么西方的“法律”相比于先秦的是什么？个人以为不是“法”，而是“礼”，虽然“礼”的含义在后世理学中所定义的“仁、义、礼、智、信”的“五常”中早就变了味道。
还是希望大家多一些技术，少一些玄学，纵使玄学所左右的方法论无所不在！
请注意本人的原话：“NC的CNC化是微计算机发展的必然结果”
与被调换位置后的：“CNC化是NC的微计算机发展的必然结果”
这两句话的含义差异可不小！
“（现有）数控最本质东西还是插补和轨迹规划等数控功能软件”———“现有”2字的框定有一定道理！
本人可没有俩位幸运，虽然是某教育大省屈指可数的省立中学应届毕业生中唯一全5分者，可怜高考几乎落榜，被“检漏”才踏入某二流高校之门，又不甘心沉没于“机械制造工艺及设备”，一心只想圆理论物理之梦，从此踏上以书为师、独闯江湖的不归路。还在高二，不知天高地厚，竟斗胆上书华老求教时间与空间之本质。大学期间，视5分为粪土。那时列入“机械制造工艺及设备”门下，电气方面，只有三相交流电以及二极管整流、三极管放大的科普知识，自控理论方面则是零。于是乎，满脑子的变分、张量、拉氏变换、非欧几何等，又是控制论、信息论、相对论诸如此类，在师、友之间只落下八个字：“不求甚解”、“狂妄自大”。波恩先生自诩“少年狂”，窃以为，你我一路货色；当是时，或许我比你更狂。波恩，你说呢？
“不求甚解”，确实如此！例如，拉氏变换之类，我感兴趣的只是，为什么可以将微分方程化为代数方程？再如罗巴切夫斯基几何，我更关注的是，罗巴切夫斯基是如何置疑欧氏第五公设进而创立罗氏几何的？又如相对论，我还要追问，大名鼎鼎的物理学泰斗罗伦兹为什么与之擦肩而过而让伯尔尼专利局的一个三等专利审查员捷足先登？这与诸位在名师指点下扎扎实实求真不同，算是罗卜白菜，各有所爱罢了。正因为是以书为师、独闯江湖，教训必然比诸位更惨痛，沉思后受益则可能更深刻，所谓九折臂成良医。至于数控方面，我国数控的历史，其中的经验与教训，本人还是有点说话资格的，绝非通讯网先生所鄙视的假冒伪劣者。其他，如想起时正是忘记先生关于运动控制级的界定，以及波恩先生所关注的问题，本人尽其所能，决不惜言，只请诸位体谅“人老矣，难免脑残，以致老年痴呆，宜用太极。”已是年关，不想为诸位在饭后茶余徒增笑料。后会有期，祝诸位心想事成。
又及，@Q先生言之有理，“哲学”其实就是“思维方式”。本人补充一点，“哲学”还是人的生活方式与生存之道。很多人之所以不以为然，源于被从西方引进的“辩证”哲学所误导。窃以为，集哲学之大成者，乃国人之祖宗。两千多年前，以老子道德经领衔，易经，黄帝内经，孙子兵法等都是金山，取之不尽，用之不竭。而黑格尔之辩证法，一金戒子尔，其功能早已异化为炫耀某种东西的物件。在这里，绝无贬低老人家之意。两千多年来，对老子哲学领悟之深，运用之得心应手，老人家当推第一人。顺便一提，算是对征先生关于老子哲学“包含朴素的哲学思想”的一点小注记。
本人可没有俩位幸运，虽然是某教育大省屈指可数的省立中学应届毕业生中唯一全5分者，可怜高考几乎落榜，被“检漏”才踏入某二流高校之门，又不甘心沉没于“机械制造工艺及设备”，一心只想圆理论物理之梦，从此踏上以书为师、独闯江湖的不归路。还在高二，不知天高地厚，竟斗胆上书华老求教时间与空间之本质。大学期间，视5分为粪土。那时列入“机械制造工艺及设备”门下，电气方面，只有三相交流电以及二极管整流、三极管放大的科普知识，自控理论方面则是零。于是乎，满脑子的变分、张量、拉氏变换、非欧几何等，又是控制论、信息论、相对论诸如此类，在师、友之间只落下八个字：“不求甚解”、“狂妄自大”。波恩先生自诩“少年狂”，窃以为，你我一路货色；当是时，或许我比你更狂。波恩，你说呢？
“不求甚解”，确实如此！例如，拉氏变换之类，我感兴趣的只是，为什么可以将微分方程化为代数方程？再如罗巴切夫斯基几何，我更关注的是，罗巴切夫斯基是如何置疑欧氏第五公设进而创立罗氏几何的？又如相对论，我还要追问，大名鼎鼎的物理学泰斗罗伦兹为什么与之擦肩而过而让伯尔尼专利局的一个三等专利审查员捷足先登？这与诸位在名师指点下扎扎实实求真不同，算是罗卜白菜，各有所爱罢了。正因为是以书为师、独闯江湖，教训必然比诸位更惨痛，沉思后受益则可能更深刻，所谓九折臂成良医。至于数控方面，我国数控的历史，其中的经验与教训，本人还是有点说话资格的，绝非通讯网先生所鄙视的假冒伪劣者。其他，如想起时正是忘记先生关于运动控制级的界定，以及波恩先生所关注的问题，本人尽其所能，决不惜言，只请诸位体谅“人老矣，难免脑残，以致老年痴呆，宜用太极。”已是年关，不想为诸位在饭后茶余徒增笑料。后会有期，祝诸位心想事成。
又及，@Q先生言之有理，“哲学”其实就是“思维方式”。本人补充一点，“哲学”还是人的生活方式与生存之道。很多人之所以不以为然，源于被从西方引进的“辩证”哲学所误导。窃以为，集哲学之大成者，乃国人之祖宗。两千多年前，以老子道德经领衔，易经，黄帝内经，孙子兵法等都是金山，取之不尽，用之不竭。而黑格尔之辩证法，一金戒子尔，其功能早已异化为炫耀某种东西的物件。在这里，绝无贬低老人家之意。两千多年来，对老子哲学领悟之深，运用之得心应手，老人家当推第一人。顺便一提，算是对征先生关于老子哲学“包含朴素的哲学思想”的一点小注记。
“参数错误”关于“但只是有个总线系统就是高档了吗？中国在系统上缺的东西太多了，不要说性能，连很多功能都没，踏踏实实先做一个真正意义上功能齐全的数控系统出来再说吧”的提法不错，诚然个人以为总线只是数控高端与否的一个必要条件，而非充分条件，国产数控系统的软肋在于功能这是不争的事实，如果仅仅是慨谈哲学和方法论就能拯救国产数控，那么在战无不胜的CP主义的伟大哲学思想的指导下，国产数控早就冲出太阳系了！
国产数控作为计算机应用的一个规模有限的应用，多少年来无法吸引和留住人才，缺乏对数控应用的全面理解和认识，缺乏真正的领域专家和行业领军人物，国内也许不缺乏单一的，割裂的数控单项技术，但始终没有功能策划适度，符合市场化需求的数控产品，政府资金主导的数控科研一方面长期依赖于不懂市场的高校和院所这类非市场主体，另一方面总是追求功能和性能的攀比和堆砌，直到完全诞生于市场的经济型数控在非政府范畴内的异军突起，才使国内数控在市场上有了可怜的一席之地，但国内数控产业不可能躺在价格战上良性发展，产业总要升级，否则怎么养活工资收入与日俱增的从业人员，怎么应对政府主导的通货膨胀。国产数控走向普及型，中高端是产业的必由之路。
为此，就不得不面临一个接口技术的取向问题，继续走经济型的后步进时代的脉冲串吗？ 走早已被发达国家数控企业摒弃的±10V模拟接口吗？业内无不思考着这些问题，答案基本上是否定，关于这一点本人和广数、华中数控、沈阳高精、大连光洋、（华大）迈信、中控等业内企业都有过交流和讨论，也和EtherCAT、Powerlink、SERCOS、Synqnet、Profibus IRT、Ethernet/IP CIP Motion、Mechatrolink III、SSCNET III、RTEX有过接触和交流，数控系统的总线化，是业内共识。
本人所言之“狂”，并非狭义之狂，世俗之狂，多少近于老人家所说的，人，总是要有点精神的。本人觉得，字里行间中显露先生颇有令人教佩的那种精神。如此，视为同道，请先生不必再意“一路货色”之戏言。
但是，作为学者，无论是颇有学术建树的学者，还是孜孜求学之学者，有自知之明也应是恪守不渝之准则。这也在那种精神的范畴之中。胡适之前辈所言“大胆假设，小心求证”，我领悟的是，“大胆假设”就是要“狂”，也就是不要囿于前人之定论与业界之共识，“小心求证”就是始终保持“自知之明”的心态，以能者为师，勤于思而敏于问，上下求索不已。
年关之际，实时中断既多又嵌套，难从奈何。见谅，节后再见，可以么？
本人所言之“狂”，并非狭义之狂，世俗之狂，多少近于老人家所说的，人，总是要有点精神的。本人觉得，字里行间中显露先生颇有令人教佩的那种精神。如此，视为同道，请先生不必在意“一路货色”之戏言。
但是，作为学者，无论是颇有学术建树的学者，还是孜孜求学之学者，有自知之明也应是恪守不渝之准则。这也在那种精神的范畴之中。胡适之前辈所言“大胆假设，小心求证”，我领悟的是，“大胆假设”就是要“狂”，也就是不要囿于前人之定论与业界之共识，“小心求证”就是始终保持“自知之明”的心态，以能者为师，勤于思而敏于问，上下求索不已。
年关之际，实时中断既多又嵌套，难以奈何。见谅，节后再见，可以么？
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