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德國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)專家Klemm先生

    近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，以及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，使得當(dāng)前從事自動(dòng)化技術(shù)的專業(yè)人員面臨著一個(gè)問(wèn)題：是否剛剛進(jìn)入中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將會(huì)被以太網(wǎng)技術(shù)所代替；是否Ethernet技術(shù)就是今后的現(xiàn)場(chǎng)總線的未來(lái)呢？在2001年剛剛確定的IEC61158的八種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線是否會(huì)被新的IEC61158的通訊協(xié)議所代替。尤其是目前許多國(guó)家和企業(yè)都將發(fā)展工業(yè)通訊技術(shù)的焦點(diǎn)放在工業(yè)以太網(wǎng)上。各個(gè)企業(yè)和工業(yè)控制系統(tǒng)的協(xié)會(huì)和學(xué)會(huì)都在研究和開(kāi)發(fā)新的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，如IDA-Schneider ModbusTCP、ODVA-EthernetIP、PNO-Profinet、EthernetPowerLink.由此看來(lái)以太網(wǎng)技術(shù)將會(huì)帶來(lái)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域中的新的革新，這一事實(shí)將是不容置疑的。其原因并不是因?yàn)镋thernet-TCP/IP協(xié)議的本身已能滿足了現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的要求，而且由于以太網(wǎng)技術(shù)的成熟和普及帶來(lái)的成本降低和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。越來(lái)越多的場(chǎng)合采用以太網(wǎng)的技術(shù)。TCP/IP的協(xié)議已可以在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上運(yùn)行。因此以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域已成為當(dāng)今控制系統(tǒng)一個(gè)重要的課題。采用Internet的技術(shù)將會(huì)使目前所謂集中型自動(dòng)化系統(tǒng)真正成為帶有分散型智能化的網(wǎng)絡(luò)控制。但是，在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，作為一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工程師來(lái)講，應(yīng)該采用怎么樣的以太網(wǎng)協(xié)議，現(xiàn)在我們確定一個(gè)具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，是否會(huì)重演幾年前確定現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的狀況。是否又會(huì)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的無(wú)限期的爭(zhēng)論，最后得到妥協(xié)，形成多種協(xié)議的新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)呢？特別是新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與已確定的IEC61158八種現(xiàn)場(chǎng)總線又存在什么關(guān)聯(lián)呢？帶著這些問(wèn)題，本站駐歐洲記者專門采訪了德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)制定專家Klemm先生。

    Klemm先生是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的制定IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的專家，并且是許多德國(guó)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的成員，包括IEC SC65C，CENELEC，TC 65CX，DKEK956，DKK K931 ISO TC184 SC％，NAM FB 430以及工業(yè)協(xié)會(huì)ZVEI，OPC和IAONA的重要成員，并擔(dān)任了DKE工作委員會(huì)的副主席。他認(rèn)為盡管一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的確定終始滯后于技術(shù)的發(fā)展，但是它給生產(chǎn)廠商和應(yīng)用者帶來(lái)了投資和應(yīng)用的安全性。這一點(diǎn)在制定IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中特別體現(xiàn)出了。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的討論和協(xié)商，終于完成了一個(gè)帶有多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的總線標(biāo)準(zhǔn)。而今天又出現(xiàn)了越來(lái)越多的工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方案，有些作為現(xiàn)場(chǎng)總線的補(bǔ)充，有些作為現(xiàn)場(chǎng)總線的替代。這樣又對(duì)今后在工業(yè)控制中采用怎樣的面向現(xiàn)場(chǎng)的通訊技術(shù)出現(xiàn)了懷疑、觀望和動(dòng)搖的現(xiàn)象。

本站駐歐洲記者：在我們想了解您對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)看法之前，希望您能否先介紹一下總線標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀。

Klemm:工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定一直由國(guó)際電子委員會(huì)下屬的SC65C Digital Communication委員會(huì)來(lái)執(zhí)行。在德國(guó)主要由參加國(guó)際電子委員會(huì)SC65C 組織工作的專家們組成的K956 Fieldbus委員會(huì)進(jìn)行IEC 61158標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。2000年，經(jīng)過(guò)15年的研究工作終于發(fā)布了以IEC 61158的第2文本為基準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)術(shù)界發(fā)出了很大的反響。因?yàn)檫@一標(biāo)準(zhǔn)違背了原來(lái)一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線的本意，而僅僅是將在工業(yè)市場(chǎng)上存在的現(xiàn)場(chǎng)總線按部分匯總而成。作為這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的修改，2003年初出現(xiàn)了IEC61158 的第3文本。委員會(huì)同意到2007年保留此文本，不作任何的修改。由于IEC61158包含了不同總線系統(tǒng)的規(guī)范，所以這些通訊協(xié)議如（INTERBUS，PROFIBUS 等）也自然地被IEC SC65和IEC 61784－1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所采納。

圖1 目前的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)

本站駐歐洲記者：那么現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)是怎么看待工業(yè)以太網(wǎng)的技術(shù)，對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的制定又有什么方案？

Klemm:實(shí)際上制定IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，除了經(jīng)典的現(xiàn)場(chǎng)總線之外，工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù)也越來(lái)越多地用于在工業(yè)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中。因此在IEC61158第3文本中也寫入了相關(guān)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。目前國(guó)際電子委員會(huì)SC65C已經(jīng)開(kāi)始制定一個(gè)關(guān)于“Additional Profiles for ISO/IEC 8802-3 based communication networks in real time applications”的新的IEC61784-2標(biāo)準(zhǔn)。這工作由最近成立的IEC65C/WG11以“Real Time Ethernet”名義來(lái)進(jìn)行。除了上述的進(jìn)行的工作以外，國(guó)際電子委員會(huì)也開(kāi)展了制定用于工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接器的標(biāo)準(zhǔn)工作。這些工作是由IECSC65C專家與其它IEC合作委員會(huì)的專家合作制定。因?yàn)檫@個(gè)題目與今天的采訪無(wú)關(guān)，我就不再賃述了。

    在IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)存在了Ethernet/IP,FF-HSE(Fieldbus Foundation High Speed Ethernet)和PROFInet的協(xié)議規(guī)范。并也寫在IEC61784-1 的相應(yīng)規(guī)范中。所有三個(gè)規(guī)范都是建立在IEEE802.x的以太網(wǎng)規(guī)范上。當(dāng)然它不牽涉到以太網(wǎng)的變形，而僅僅是指以太網(wǎng)應(yīng)用。

圖2 未來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)

    IEC SC65C/WG11組織對(duì)包含在IEC61158和IEC61784-1中帶有以太網(wǎng)通訊應(yīng)用層中缺少的實(shí)時(shí)能力和相應(yīng)的定義進(jìn)行規(guī)范。所有國(guó)際電子委員會(huì)SC65C到目前為止所處理的基于以太網(wǎng)的概念已經(jīng)或?qū)⒁蓢?guó)際用戶組織定義,然而到目前為止這種概念僅有少量的應(yīng)用。所以可以這樣認(rèn)為，這些新的規(guī)范的采用將會(huì)加快制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)程。問(wèn)題是如何將已存在的面向解決實(shí)際項(xiàng)目的定義轉(zhuǎn)換為針對(duì)要求的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范。通常，在這轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一些含義不清的定義。同時(shí)在制定標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中也要解決許多細(xì)節(jié)問(wèn)題。我個(gè)人認(rèn)為，對(duì)于一般的應(yīng)用場(chǎng)合中，這些基于以太網(wǎng)的方法沒(méi)有重大的技術(shù)問(wèn)題，不同的意見(jiàn)僅僅是觀點(diǎn)的問(wèn)題。如果你提出一個(gè)特別的要求，如要求在通信系統(tǒng)中一個(gè)確定的Jitter-時(shí)間，如果這個(gè)條件沒(méi)有被滿足，那么你可以把這作為問(wèn)題,缺乏事實(shí)來(lái)解釋。不管怎么樣說(shuō)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定將給這一領(lǐng)域的專家們提供更加清晰的定義。

    目前除了已在SC65C 提到的FF-HSE，Ethernet/IP和PROFInet的規(guī)范之外，在國(guó)際電子委員會(huì)SC65C/WG11工作組也對(duì)更多的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的方案進(jìn)行討論，這些方案一般都是為某個(gè)特殊的應(yīng)用范圍而開(kāi)發(fā)的，整體來(lái)講，還不能滿足作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

本站駐歐洲記者：Klemm先生，您是否能夠進(jìn)一步對(duì)今后國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點(diǎn)和發(fā)展的方向作一介紹。

Klemm:今天IEC SC65/WG11工作組面臨著于制定現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的同樣問(wèn)題，目前工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在許多互不兼容的面向項(xiàng)目的以太網(wǎng)解決方案。目前IEC SC65/WG11工作組還將在對(duì)新的建議進(jìn)行討論。當(dāng)然現(xiàn)在還不能講，哪些方案將被采納，哪些將寫入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之中除了當(dāng)前制定IS現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)之外，為了能在IEC的范圍中發(fā)表一些技術(shù)規(guī)范，IEC提供了其它的手冊(cè)，比如Industry Technical Agreements(ITAs)和Publily Availabel Specification(PAS)。

    IASs實(shí)際上可以由工業(yè)界企業(yè)們制定，并以IEC的形式發(fā)表。PAS簡(jiǎn)單的講是一個(gè)簡(jiǎn)單化的具有時(shí)間限制的試驗(yàn)性的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的時(shí)間試行，有可能成為正式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。從這個(gè)思路出發(fā)，制定總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的解決方法，可能在以不同的規(guī)范中接收不同的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)方案和尋找更多的以太網(wǎng)解決方案寫入一個(gè)規(guī)范之中的兩個(gè)方法中進(jìn)行。根據(jù)目前所提供的不同方案的成熟程度，可以想象，IECSC65C/WG11委員會(huì)將在經(jīng)過(guò)評(píng)估和挑選的過(guò)程之后，選擇更多的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)方案以及所屬的協(xié)議和服務(wù)規(guī)范寫入一個(gè)PAS文件，并公開(kāi)發(fā)表。與之同時(shí)IEC612784-2也進(jìn)行同樣的工作。

本站駐歐洲記者：謝謝您的介紹，最后是否能透露一下大概在什么時(shí)間能完成新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

Klemm:根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，確定的說(shuō)出完成新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間是很困難的。一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，一方面這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)要有助于這一領(lǐng)域中專家之間更好的技術(shù)合作，另一方面也必須考慮各個(gè)企業(yè)的利益以及平衡各方面的要求等等，這需要很長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)然，我本人認(rèn)為，目前這個(gè)委員會(huì)的成員都有豐富的經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程將會(huì)加快。我估計(jì)2005年將會(huì)發(fā)表IEC61784－2的議稿（CDV-committe draft for vote)，2006年的上半年提供PAS文本，這樣2007年將會(huì)完成IEC 61784-2的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。然后按照PAS的設(shè)計(jì)思路，不斷地對(duì)這個(gè)文本進(jìn)行修改，2008年一個(gè)完整的全面的工業(yè)通信系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)成立。