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有關現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)的幾個問題

有關現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)的幾個問題

——— ——訪ODVA China秘書長蔡忠勇先生
2003/11/10 15:24:00
我國在制定現(xiàn)場總線標準這方面的工作只是把國際標準等同地轉(zhuǎn)換成國內(nèi)標準,還沒有能力制訂屬于自己的標準。經(jīng)常聽到這樣的呼聲,為什么不制訂我國知識產(chǎn)權自主的現(xiàn)場總線標準?而一味采用國外標準?要制訂這樣的標準,必須有硬件和軟件的基礎,我們現(xiàn)在至少硬件基礎還不夠。


中國工控網(wǎng):
商業(yè)目的促使現(xiàn)場總線出現(xiàn)了多標準并存的現(xiàn)象,您如何看待現(xiàn)場總線標準的發(fā)展,是多標準并存,抑或統(tǒng)一。
蔡忠勇先生:
目前多種現(xiàn)場總線并存的狀況由來已久,IEC TC65技術委員會在制訂IEC61158標準時用了大約十年時間來討論如何用一個標準來覆蓋所有標準,但沒有成功,最后收納了8個協(xié)議,而且還在不斷增加。不但如此,IEC其它分會也制訂了一些現(xiàn)場總線標準。這有多方面的原因,各廠商從自身利益考慮會極力推行自己的總線標準,不肯犧牲自己的利益做出很大的讓步;不同的總線協(xié)議針對特定的應用領域,因而具有各自的特點,有其存在的環(huán)境和價值;技術在不斷發(fā)展,新的理論、方法不斷發(fā)明發(fā)現(xiàn),新的總線協(xié)議還在繼續(xù)產(chǎn)生。所以目前看來現(xiàn)場總線標準不會統(tǒng)一,多標準并存現(xiàn)象將會持續(xù)。
由于不同的標準在一定意義上代表著不同的廠商利益,廠商之間市場、利益的競爭會反映到標準的推廣、應用和被采納的廣度和深度,所以使得協(xié)議之間實際也存在著競爭。那些技術相對落后,支持廠商少或者弱的協(xié)議逐步被淘汰,那些技術先進、支持廠商多而強、開放度高的協(xié)議更容易被接受,更具有生存和發(fā)展的空間。這一點也是遵從市場經(jīng)濟規(guī)律的。

中國工控網(wǎng):
目前現(xiàn)場總線的實際應用狀況如何。
蔡忠勇先生:
在發(fā)達國家,現(xiàn)場總線技術從20世紀80年代開始出現(xiàn)并逐步推廣,現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛接受。據(jù)說,2002年歐洲有40%的自動化工程項目采用了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),預計到2005年將達65~70%。在國內(nèi),現(xiàn)場總線首先用在外國公司在華投資的生產(chǎn)線,比如幾乎所有外資汽車生產(chǎn)企業(yè)都有使用現(xiàn)場總線的生產(chǎn)線。后來啤酒灌裝、煙草加工、機械裝配、產(chǎn)品包裝等生產(chǎn)線也大量使用現(xiàn)場總線。一些市政工程也開始使用現(xiàn)場總線。
應該說,現(xiàn)場總線技術從20世紀90年中后期引入中國,至今在技術概念上已被廣泛接受,用戶群和使用面迅速增加和擴大,許多自動化項目把現(xiàn)場總線控制作為選擇方案之一,但鑒于項目一次投入成本、技術的成熟性等原因未必采用之。另外,國內(nèi)自動化工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)相對國際企業(yè)來說處于弱勢,雖然有一些國內(nèi)企業(yè)開發(fā)了一些從站產(chǎn)品,但大多還是小打小鬧,主要現(xiàn)場總線產(chǎn)品還是靠外國公司供貨。在沒有大量國內(nèi)廠商進行研制、開發(fā)、宣傳、推廣的前提下,現(xiàn)場總線技術的普及速度會受到一定影響。這一點我們在同國際組織交流中一再重申的。

中國工控網(wǎng):
我國也在積極制定中國的現(xiàn)場總線標準,GB/TB/JB等標準有些已經(jīng)產(chǎn)生,您對我國現(xiàn)場總線標準的制定的看法和預見。
蔡忠勇先生:
我國現(xiàn)在這方面的工作只是把國際標準等同地轉(zhuǎn)換成國內(nèi)標準,還沒有能力制訂屬于自己的標準。經(jīng)常聽到這樣的呼聲,為什么不制訂我國知識產(chǎn)權自主的現(xiàn)場總線標準?而一味采用國外標準?要制訂這樣的標準,必須有硬件和軟件的基礎,我們現(xiàn)在至少硬件基礎還不夠。我參加過幾次國際會議,知道DeviceNet協(xié)議還在不斷改進、不斷發(fā)展,每年ODVA年會總有幾十名專家在一起討論、研究,國內(nèi)還很難聚集起相當數(shù)量有相當技術水平的專家。當然也不排除個別技術能力較強的企業(yè)開發(fā)內(nèi)部協(xié)議的可能,逐步應用推廣,到一定條件時開放,發(fā)展為標準。這需要相當長時間的積累。

中國工控網(wǎng):
工業(yè)以太網(wǎng)已呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的勢頭,存在“現(xiàn)場總線+工業(yè)以太網(wǎng)”“以太網(wǎng)直接進入現(xiàn)場”等不同觀點,您的見解如何?
蔡忠勇先生:
工業(yè)網(wǎng)絡承載的信息是多層次的,有位信息、字節(jié)信息、幀信息等,信息量大小、反應時間、傳輸速度、實時性要求各不相同,不同的現(xiàn)場總線適用于不同的現(xiàn)場情況,選用什么總線方案要根據(jù)實際情況而定。工業(yè)以太網(wǎng)可能實現(xiàn)全部功能,但在經(jīng)濟上不會很合理。而且以太網(wǎng)難以逾越信號碰撞這個障礙,在系統(tǒng)大、控制點多的情況下問題更明顯。因此,筆者認為,“現(xiàn)場總線+工業(yè)以太網(wǎng)”的方案更位為合理。

中國工控網(wǎng):
眾多標準是否會在工業(yè)以太網(wǎng)標準上形成真正統(tǒng)一。
蔡忠勇先生:
以太網(wǎng)用于工業(yè)現(xiàn)場是一個發(fā)展趨勢,F(xiàn)F和WorldFIP向 Fieldbus Foundation HSE發(fā)展;ControlNet和DeviceNet向EtherNet/IP發(fā)展;Interbus和Modbus向IDA發(fā)展;Profibus向PROFINET發(fā)展。由于有不同的利益集團和現(xiàn)場總線廠商支持,這幾個標準會同時存在、相互兼容,不會很快統(tǒng)一,要統(tǒng)一存在很大的技術難度。比如從物理層看,EtherNet/IP的Profile同DeviceNet的Profile相同,而DeviceNet的Profile與Profibus的Profile差別很大,ProfiNet也可能采用Profibus的Profile,所以EtherNet/IP和ProfiNet之間就很難統(tǒng)一。

中國工控網(wǎng):
面對網(wǎng)絡化、開放性的需求,現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)在未來5年內(nèi)會呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展、應用勢頭,請發(fā)表您的看法。
蔡忠勇先生:
現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢、使用方便性已不用置疑,從成本角度看,雖然一直有人在講比傳統(tǒng)控制技術要低,特別是連接電纜的成本大大降低,還有系統(tǒng)的安裝調(diào)試、維護成本降低,整個系統(tǒng)的成本也隨之降低。但是,由于現(xiàn)場總線還是一項新技術,分攤的研發(fā)成本較高,用戶未普及,生產(chǎn)量低,使產(chǎn)品成本較高,使用戶的一次性投入也高,當高出傳統(tǒng)控制系統(tǒng)一定成度時用戶就難以接受,這限制了現(xiàn)場總線被選用。
隨著使用的普及,研發(fā)成本消化,生產(chǎn)成本降低,尤其是國內(nèi)企業(yè)大量研制、生產(chǎn)出相應產(chǎn)品之后,現(xiàn)場總線產(chǎn)品成本將大幅度降低,自動化項目會普遍使用。相信這種情況定將在5年內(nèi)出現(xiàn)。屆時,能連接現(xiàn)場總線的產(chǎn)品才有好的市場。
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