现场总线与PLC的联系及CAN总线工作原理

现场总线，作为连接智能设备和自动化系统的数字通信网络，是当前工业自动化领域的热点之一。它以开放、独立、全数字化双向多变量通信取代了传统的模拟信号，如0-10mA或4-20mA。现场总线集成了检测、数据处理和通信功能，可以替代变送器、调节器和记录仪，不需要框架机柜，只需直接安装在导轨槽上，其接线极为简单。

使用现场总线可以显著降低配线、安装、调试和维护等成本，约节省三分之二。此外，现场总线I/O与PLC可组成廉价DCS系统，将DCS控制站功能分散至现场控制设备中，使得仅靠这些设备即可实现基本自动控制功能。

通过远程监控操作员可以调整参数，并利用自诊断功能预测故障寻找故障点。PLC与现场总线结合，可构建价格合理且性能强大的分布式控制系统。它们是不可分割的一部分，许多主要厂商开发了各种标准，如PROFIBUS（西门子）、AS-i（西门子）、ControINet和DeviceNet（Rockwell自动化公司）。主流PLC都能接入这些主要网络。

而关于CAN总线，它是一种广泛应用于汽车电子等行业中的串行通讯协议，以其高速率、高可靠性、高容错性以及低成本而受到欢迎。CAN是Controller Area Network的缩写，即车辆区域网络。在这种协议下，每个节点都有一个唯一地址，可以进行高速数据交换，而不用担心冲突。这使得它非常适合实时要求严格的情况，比如汽车驾驶辅助系统或者工业环境中的机器人技术。

CAN总线工作原理简述：每个节点通过发送者(Transmitter)发送消息到收发者(Receiver)，并由仲裁单元(Arbitration Unit)管理所有数据包传输过程。当一个节点准备要发送数据时，它会发出请求权利(RTS)信号。如果没有其他节点正在发送，那么这个节点就获得了权限，并开始向所有其他接受到的节点广播自己的信息。当一个消息被成功接收后，该接受端将响应回复(CANH/ CANL)来确认收到信息，如果该消息未被正确接收则可能因为电气噪声干扰或物理损坏导致丢失从而引起错误检查逻辑处理，从而确保信号完整性并防止误码发生，这也是为什么说这是一种很好的实时通信方式，因为它能够保证重要信息在关键时间内准确无误地传递给相关方，从而提高整个系统的稳定性和安全性。

因此，无论是在制造业还是汽车行业，都可以看到大量应用于生产流程中以提升效率减少成本。而随着技术不断发展，我们也期待更多创新性的解决方案出现在我们的日常生活中，为我们带来更加便捷舒适的人工智能时代。