大家好！我是付工。
通信速度是很多人比较关心的话题，今天跟大家分享一下关于上位机通信实时性的一些观点。
一、通信分类
很多人认为通信应该越快越好。
对于上位机来说，是不是也这样呢？
我们看下这张工业网络拓扑图，由下至上，对通信实时性的要求是越来越低的。
在自动化领域中，通信分两类：
1、现场控制层与现场设备层通信
控制层与设备层通信，一般指PLC、DSC对接伺服、变频器、远程IO等，实时性要求会比较高，所以我们可以看到近些年工业的发展，以太网逐步替代串口RS485，Profinet逐步替代Profibus，以EtherCAT为主的各种总线的广泛应用。
2、过程监控层与现场控制层通信
监控层与控制层通信，一般指上位机对接PLC、DCS等，对实时性要求相对较低，通常毫秒级至秒级的延迟即可满足需求。这种场景更注重稳定性和兼容性，而非高速传输。
二、通信速度
曾经做过一项这样的测试，上位机与不同品牌PLC使用ModbusTCP通信，最终通信周期会有所不同。
极速对决：揭秘10种主流PLC在ModbusTCP通信中的速度表现！
虽然结果有所差异，但是基本上在0.3-10ms之间，仍然属于一个量级。
所以，通信速度取决于技术方案和系统设计。
当技术方案确定了，那么通信速度基本上也随之确定。
比如，我们采用RS485走ModbusRTU通信，那么通信周期可能就是几十毫秒，这个是可以计算出来的。
通信周期（T）可表示为：
其中：帧传输时间 = 帧字节数 × 每字节传输时间
波特率 9600-N-8-1配置，读取10个寄存器为例：
帧字节数=8（请求）+25（响应）=33
每个字节总位数=起始位(1位)+数据位(8位)+校验位(0位)+停止位(1位)
每字节传输时间=10/9600≈1.04ms
帧传输时间=33*1.04≈34.32ms
若从站响应时间 30 ms，超时余量 30 ms，则总周期 ≈ 94.32 ms
即使通过各种方式优化，最快也差不多几十ms。
这个就像在普通马路上，即使顶级赛车，速度也提不上去。
三、通信优化
技术方案确定，通信速度随之确定，这个确定的通信速度指的是单次交互时间。
而整个通信周期的公式如下：
通信周期=单次交互时间*交互次数。
因此如果我们希望通信周期变短，我们就应该减少交互次数。
那么如何减少交互次数？
方案1：变量连续性：以PDU作为标准，尽量将交互的地址集中到连续的区域。
以三菱PLC为例，一次性可以读取960个字，2000个位，这个项目总共有400多个变量，集中在D区和M区，我跟PLC工程师沟通好，只需要读取300个D寄存器和200个M存储区，这样只需要2次交互，通信周期可以达到5-10ms。
方案2：协议支持：某些协议支持零散存储区读取，比如可以同时读取D区和M区，必要时可以使用该方式。
方案3：优先级处理：根据变量的重要程度，制定不同的优先级，比如有的需要实时读取，有的可能3秒读一次，有的可能5秒读一次。
方案4：根据界面处理：不同的界面对应的不同的通信组，打开某个界面只读取该界面需要交互的变量。
大多数情况下，我们采用方案1就可以解决，如果方案1解决不了，我们再考虑其他方案。