发表于:2001-06-07 22:49:00
楼主
在考虑这个议题时,尤其耐人寻味的是,正当1999年12月31日的投票结果结束了多年现场总线争论的时候,有关这个问题的讨论更加激烈了。获悉投票结果的用户认为,现在终于能够借助基于IEC-标准且经受住考验的现场总线的解决方案来实现其通信任务了,且可以放心使用。因此,在探讨以太网(E)/现场总线(FB)问题时,必须从用户的观点出发,考虑他们的要求。
以太网多年来是一种可靠的通信标准,它主要用于商业上的数据处理。各类机构、银行和工业部门之间广泛的数据文件交换,包括国内的和国际的,过去和现在都是应用的重点,也是以太网广为应用的缘故。转入工业自动化之后,其应用主要是解决管理层、生产指挥层和控制层的任务。今天所达到的水平是用以太网将企业中心和自动化岛屿连接在一起。真正的自动化任务是由下位的单元级与现场级中的现场总线来解决的。
自动化任务的主要特征是实现临界时间的过程,如采集报警、时间打印和时间同步。数据安全性与数据的可靠传输相联系的快速控制过程,也是进一步的要求。在流程技术这个专门领域,还要保证在本质安全区中通信。对于不太复杂、但用量大的仪表,如开关电器,需要有价廉物美的现场总接口。自动化设备在空间上的延伸需要有合适的长电缆来解决通信问题。此外,制订出合适的冗余策略也是十分重要的。就以太网而言,上述要求在很大程度上还没有得到满足,虽然也存在着消除通信冲突的解决方案为此,专门规定了恢复功能(Re-coveryfunktion)。但是,以太网在时间上的要求与现场总线解决方案相比并不是首要的。编址的唯一性,网络分流元件的多样化和切换技术的提高是对扩展通信网络和电缆网络的支持。同下位分网络的连接是可以实现的。今天的以太网解决方案大多数是基于快速以太网(Fast-Ethernet),以此来实现星形结构。通过这种途径将以太网变成了IT技术集成的一部分。
对以太网和各类现场总线特征的探讨,使人们认识到,在何种领域内可以充分的利用现有的可能性,以及经济观点如何成为两种解决方案获得不同应用的原因。显而易见,这两种系统可以互补。但从应用观点来看,目前尚有明显不同的性能特征,因而相互取代对方是不现实的。
除了单纯的从功能上进行探讨外,还必须评价用户认为可靠的自动化策略和可用的系统与产品的解决方案。在此情况下,工程设计工具、仪器描述语言功能行规具有重要作用。在用以太网实现“现场总线”解决方案时,上述某些仪表功能应转为以太网下的通信工程。在以太网下传输数据文件时,信息技术上的特点是,例如要求开销很高(100:1)。在采集简单的I/O-数据时,其后果是传输种的一种负担,而且提高了系统内部的反应时间。可以采用适当的组态原则,引入应变控制传输方式,时钟同步印记和优先数据,以取代等距传输。在过渡到以太网上时,每台现场仪表适应系统所需要的部件上(链接器或接口)会影响安装总费用。无论从应用上,还是从经济上来看,都是如此。
用户投入资金是为了实现其以具体的自动化方案为基础的自动化战略。实施计划中雷击的经验、经营效益、工程设计和服务都是在投入时要加以考虑的因素。但是,所付出的资金不允许技术上反复无常和迅速变更已被证实为可靠的解决方案。
对以上各点的分析不难看出,在自动化技术中还存在着黑白分明的不同观点。这也许会使得用户和厂商面临着必须以巨大的投资来支持新的自动化战略的任务。这可能并不符合相关市场伙伴的意愿。在项目已确定的情况下,评价以太网和现场总线协作可能性的依据,通常是突出这种组合在技术上的合理性和经济上最为节省。生产厂纷纷采取行动,有的已经提供了建立统一通信的网络(例如,西门子的PROFIBUS+工业以太网)的部件。PNO正在制订以太网同PROFIBUS组合成为现场总线的方案,而且要保证工程设计的统一性。Fieldbus Foundation(FF)也在奉行相应的策略,提出了HSE项目。
理论上的考虑,或者首次测试结果都不能忽视这样一个事实,即为了将以太网带入现场,必须要有一个由测试合格的适配元件、链接器和接口组成的平台。人们从以上情况不难看出,工业自动化通信可能会,或者将要朝着什么方向发展。但是,不会出现革命性的变化。对于已经进入市场的现场总线而言,人们在短期内不可能期待以太网取代现场总线的事情发生。