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工業(yè)以太網(wǎng)

總線與以太網(wǎng)共發(fā)展

2025China.cn   2007年12月14日

  詩云:秋水共長天一色,落霞與孤鶩齊飛。而在自動化的世界里,也常常呈現(xiàn)出多種技術共同發(fā)展的局面。

  有讀者詢問到:未來以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的結合將會怎么發(fā)展的問題。筆者并非工業(yè)網(wǎng)絡方面的專家,雖然接觸的資料還算可以,看法也許會顯得稚嫩而偏頗。

  就筆者接觸到的信息來看,近一段時間內(nèi),工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展將與現(xiàn)場總線相結合,具體表現(xiàn)在五個方面:

1) 物理介質采用標準以太網(wǎng)連線,如雙絞線、光纖等;

2) 使用標準以太網(wǎng)連接設備(如交換機等),在工業(yè)現(xiàn)場使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機;

3) 采用IEEE802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標準、TCP/IP協(xié)議組;

4) 應用層(甚至是用戶層)采用現(xiàn)場總線的應用層、用戶層協(xié)議;

5) 兼容現(xiàn)有成熟的傳統(tǒng)控制系統(tǒng),如DCS、PLC等;

  再有,就是工業(yè)以太網(wǎng)技術直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨。以太網(wǎng)技術的引入為現(xiàn)場總線的發(fā)展注入了新的活力,并將成為現(xiàn)場總線家族的新成員,從而豐富現(xiàn)場總線標準族。據(jù)美國權威調(diào)查機構ARC(Automation Research Company)報告指出,今后Ethernet不僅繼續(xù)壟斷商業(yè)計算機網(wǎng)絡通信和工業(yè)控制系統(tǒng)的上層網(wǎng)絡通信市場,也必將領導未來現(xiàn)場總線的發(fā)展,Ethernet和TCP/IP將成為器件總線和現(xiàn)場總線的基礎協(xié)議。

  不過,就筆者認為,無論將以太網(wǎng)技術如何應用到現(xiàn)場總線技術,如何實現(xiàn)更加開放、兼容才是最終的走向。

  縱觀現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展歷史,標準之爭無疑是最具影響力的。在通訊控制領域,可以說,掌握著技術標準的控制權就等于占據(jù)了市場競爭的優(yōu)勢,因此一直存在著“一流企業(yè)賣標準,二流企業(yè)賣技術”的說法。而從另一方面,可以說正式技術標準的不統(tǒng)一阻礙了技術的發(fā)展。

  當年,正當現(xiàn)場總線標準大戰(zhàn)硝煙正濃之時,以太網(wǎng)悄悄進入了控制領域,從而產(chǎn)生了一個新的名詞“工業(yè)以太網(wǎng)”,并且一出生就風華正茂,近年來其勢頭更是蓋過了現(xiàn)場總線。然而,正如當年的現(xiàn)場總線的標準之爭一樣,工業(yè)以太網(wǎng)也出現(xiàn)了多種不同的以太網(wǎng)技術,如Ethernet/IP,Profinet,ModbusTCP,EtherCAT,Powerlink等,而且這些網(wǎng)絡在不同層次上基于不同的技術和協(xié)議,包括了OPC,CP,IP等,而且,每種技術的背后都有不同的廠商陣營在支持,這就決定了多種以太網(wǎng)技術并存的局面。

  用一句辨證的話來說,現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)互為矛盾的雙方,其結局不外乎三種結局,以太網(wǎng)最終干掉了總線,以太網(wǎng)和總線互存,以太網(wǎng)和總線發(fā)展為一種新的形態(tài)。就目前的市場趨勢來看,第一種不可能實現(xiàn),而最后一種還為時過早。因此,兩者只能共存并且吸收各自的優(yōu)勢,互為己用??偩€除了向更加開放、分布的方向發(fā)展外,以太網(wǎng)技術也應該優(yōu)化其穩(wěn)定性和可靠性等。也許,繼續(xù)發(fā)展,我們會看到一種新的混合形態(tài)的出現(xiàn),從而結束現(xiàn)在這個多方割據(jù)的時代,但是,這個混合形態(tài)也不是一種簡單的組合,而是在不同的使用環(huán)境中發(fā)揮不同的作用,這似乎是一個頗為“虛擬”的“可能”。

  另一方面,從產(chǎn)品來說,現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)共用的產(chǎn)品無疑成為發(fā)展的熱點,德國赫優(yōu)訊剛結束的研討會就發(fā)布了同時支持現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)實時通信的新一代工業(yè)網(wǎng)絡控制芯片netX和嵌入式模塊COM-C。

  在這里,提到另外一個話題,每個企業(yè)都想把精力放在未來最有市場的方案上,所以ARC咨詢集團的分析師常常被問到 “哪種工業(yè)以太網(wǎng)會最終勝出?”這類的問題。ARC咨詢集團的專家給大家的建議是,終端用戶需要從2個方面考慮工業(yè)以太網(wǎng):平臺導向的解決方案和應用導向的解決方案。

  但是,顯然對所有生產(chǎn)商或機器并非只有一種技術才是“正確的”方案?生產(chǎn)商必須權衡2類方案帶來的價值。有沒有比采用普通方案帶來的利益更有價值的另一種利潤?如果有,這些方案如何和幾年內(nèi)維護另一個工廠層技術和對應供應商關系的成本相比較?這是個關鍵的問題,并且只有最終用戶可以回答。同樣,這些問題也適用于現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術,甚至是將來無線網(wǎng)絡方案的選擇??梢哉f,不論哪一種技術的發(fā)展,最終都是由自身的特點決定的,而用戶會給出最終答案。

(以上僅為編輯觀點,拍磚至)

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