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    現(xiàn)場(chǎng)總線作為控制工程界和儀表自動(dòng)化界的新一代技術(shù)，已有多年的發(fā)展歷史。目前除了看到越來(lái)越多的廠家推出了一個(gè)又一個(gè)新系統(tǒng)、新產(chǎn)品外，對(duì)于人們所期待的開放性，即多廠家產(chǎn)品可以互連、互通、互操作方面仍然沒有看到突破性的進(jìn)展。當(dāng)然，目前有不少?gòu)S家推出了可以將多種現(xiàn)場(chǎng)總線連接在一起的網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品，但這只能解決不同現(xiàn)場(chǎng)總線之間的信息互通問題，遠(yuǎn)未達(dá)到可互操作的程度。而且，依靠網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)還不是很方便的，從用戶的角度看，用轉(zhuǎn)換器或網(wǎng)關(guān)連接不同的產(chǎn)品，肯定不如直接連接更方便，更能保證功能和性能。造成這種情況的根本原因，不是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)品太多了，而是由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)太多了。多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的存在阻礙了開放性目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而開放性又是影響現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得到廣泛應(yīng)用并推動(dòng)儀表數(shù)字化進(jìn)程的關(guān)鍵因素。

    在歷史上，測(cè)量與控制有一個(gè)從單個(gè)設(shè)備到構(gòu)成系統(tǒng)的質(zhì)變過(guò)程，實(shí)現(xiàn)這種質(zhì)變的關(guān)鍵因素是通信。在儀表控制時(shí)代，是4~20mA這樣的信號(hào)傳輸技術(shù)使單個(gè)的儀表控制設(shè)備連結(jié)在一起形成了儀表控制系統(tǒng)，而在計(jì)算機(jī)控制時(shí)代，則是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)使集中控制變成了分布控制。由于通信是一種將多臺(tái)單個(gè)設(shè)備連接在一起的技術(shù)，因此它的最重要特性就是標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)，凡是要互連在一起的設(shè)備，必須遵循統(tǒng)一的通信規(guī)約，采用一樣的通信設(shè)備，接在同樣的物理線路之上，才能夠?qū)崿F(xiàn)通信功能。因此，任何通信設(shè)備的開發(fā)都是從標(biāo)準(zhǔn)的制定開始的。當(dāng)然，為了開發(fā)通信產(chǎn)品而制定的標(biāo)準(zhǔn)，一般都是廠家自己制定的，是圍繞該廠家自有的技術(shù)和產(chǎn)品而制定的各種內(nèi)部規(guī)范。而不論哪個(gè)廠家，開發(fā)出產(chǎn)品都是為了擴(kuò)大應(yīng)用，打開市場(chǎng)，在這個(gè)時(shí)期，標(biāo)準(zhǔn)又成了拓展市場(chǎng)提高競(jìng)爭(zhēng)力的有力工具。

    產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)有兩類，一類是規(guī)定產(chǎn)品外部特性和對(duì)外接口的，這類標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品推向市場(chǎng)時(shí)就必須向社會(huì)公布，因?yàn)檫@是用戶檢驗(yàn)、使用相應(yīng)設(shè)備時(shí)必須依據(jù)的文本。還有一類標(biāo)準(zhǔn)涉及產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造、內(nèi)部技術(shù)規(guī)范、各組成部分之間的連接關(guān)系等，這類標(biāo)準(zhǔn)一般是企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，并沒有必要向社會(huì)公開，它只是企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)作為形成生產(chǎn)工藝的依據(jù)，屬企業(yè)自己的技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)于后一類標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)企業(yè)是作為技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)嚴(yán)加保護(hù)的，但也有例外，其中最典型的例子就是IBM PC技術(shù)規(guī)范的公開。在IBM將其個(gè)人計(jì)算機(jī)的技術(shù)規(guī)范公開之后，計(jì)算機(jī)這個(gè)20世紀(jì)最偉大的發(fā)明就從神秘的實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了辦公室和普通人的家庭，其市場(chǎng)需求量產(chǎn)生了爆炸式的增長(zhǎng)。IBM此舉不僅沒有損害自己的商業(yè)利益，相反，由于市場(chǎng)需求的激增，PC成了IBM的新的產(chǎn)業(yè)支柱，而且由PC數(shù)量的激增又帶來(lái)了許多新興產(chǎn)業(yè)。當(dāng)然，在這種開放的環(huán)境中，IBM將面對(duì)多個(gè)廠家的競(jìng)爭(zhēng)，在這個(gè)市場(chǎng)上將不再存在壟斷利潤(rùn)，要在PC業(yè)務(wù)上有所發(fā)展，只能通過(guò)自身競(jìng)爭(zhēng)力的提高才能實(shí)現(xiàn)。比較起來(lái)，在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中，小市場(chǎng)中的壟斷利潤(rùn)并不比大市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)利潤(rùn)來(lái)得更大，因此，PC技術(shù)規(guī)范的開放是IBM利用開放標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)的一個(gè)成功案例。

    為什么PC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的公開會(huì)造成該產(chǎn)品需求量的爆炸式增長(zhǎng)？這是應(yīng)該認(rèn)真研究的。首先，從技術(shù)上PC的體系結(jié)構(gòu)適應(yīng)了市場(chǎng)的需求，當(dāng)時(shí)已有不少公司推出了基于微處理器的各種個(gè)人電腦產(chǎn)品，例如著名的蘋果電腦，由于各家的個(gè)人電腦都沒有足夠大的銷量，因此成本都相當(dāng)高，這自然阻礙了個(gè)人電腦需求量的增長(zhǎng)，而需求量上不去，產(chǎn)品的成本就下不來(lái)。這形成了一個(gè)死循環(huán)，而IBM決定公開其PC標(biāo)準(zhǔn)，就成了打破這個(gè)死循環(huán)的關(guān)鍵之舉。PC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的公開使得很多中小電子制造企業(yè)加入到了PC機(jī)部件的制造者行列，很多沒有能力設(shè)計(jì)整機(jī)的公司，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)PC機(jī)的板卡部件，而利用標(biāo)準(zhǔn)的板卡和部件，可以很容易地組裝成整機(jī)。這樣，生產(chǎn)的批量上去了，產(chǎn)品的價(jià)格壓下來(lái)了，同時(shí)也促使更多的人購(gòu)買、使用PC機(jī)，原來(lái)的死循環(huán)變成了良性循環(huán)。因此PC機(jī)的市場(chǎng)猛增，把其它機(jī)種遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在了后面。

    這里有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)。第一是PC機(jī)的開放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了硬件的生產(chǎn)，而且這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是唯一的。電子產(chǎn)品硬件的生產(chǎn)涉及到很多生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、原材料等環(huán)節(jié)，這些必須用一個(gè)唯一的標(biāo)準(zhǔn)去規(guī)范，才能夠進(jìn)行規(guī)模化的批量生產(chǎn)，而用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的產(chǎn)品越多，批量越大、單件產(chǎn)品的成本就越低。可以設(shè)想一下，當(dāng)初在IBM公開其PC機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，如果蘋果公司也同時(shí)公布蘋果機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，那么個(gè)人電腦的市場(chǎng)將會(huì)如何發(fā)展呢？結(jié)果不好預(yù)測(cè)。第二是PC機(jī)的開放標(biāo)準(zhǔn)是有限的，即該標(biāo)準(zhǔn)只涉及到PC機(jī)的硬件規(guī)范，其實(shí)最主要的就是PC總線的規(guī)范，當(dāng)然還有電氣連接、機(jī)械尺寸等規(guī)范。再上層的軟件則只規(guī)定了訪問硬件的接口，其余由軟件公司去自由發(fā)揮。因此在標(biāo)準(zhǔn)的PC硬件之上，可以有DOS、Windows、Solaris、各種UNIX、LINUX等等多種操作系統(tǒng)。而在應(yīng)用軟件方面，則更多達(dá)成千上萬(wàn)種。無(wú)疑，豐富的軟件是促進(jìn)PC機(jī)大量應(yīng)用的又一個(gè)關(guān)鍵因素。但是，軟件的極大豐富不是用軟件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出來(lái)的，相反，這是在統(tǒng)一的硬件標(biāo)準(zhǔn)之上通過(guò)自由發(fā)展而形成的。由于軟件是直接面向應(yīng)用的產(chǎn)品，而應(yīng)用的需求是千差萬(wàn)別的，也是隨著時(shí)間的發(fā)展不斷發(fā)展變化的。我們不可能用標(biāo)準(zhǔn)去規(guī)定或固化應(yīng)用，但應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)，即硬件應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的。這樣針對(duì)不同應(yīng)用開發(fā)出來(lái)的軟件才能有共同的平臺(tái)，才能夠在不同的應(yīng)用之間實(shí)現(xiàn)信息的互通和共享。

    可以用圖1表明不同的應(yīng)用與基礎(chǔ)平臺(tái)之間的關(guān)系。假設(shè)有A、B、C三個(gè)應(yīng)用，其中有一部分是各個(gè)應(yīng)用都需要的共性部分，在邏輯上被表示為A&B&C，這個(gè)共性部分即為應(yīng)用平臺(tái)，由硬件及固化的軟件組成。在圖1中，需要標(biāo)準(zhǔn)化的是平臺(tái)，即A&B&C，而其余部分則需要根據(jù)應(yīng)用的需求自由發(fā)展。