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德國國際標準專家Klemm先生

    近年來，隨著信息技術的迅速發(fā)展，以及工業(yè)以太網(wǎng)技術的不斷完善，使得當前從事自動化技術的專業(yè)人員面臨著一個問題：是否剛剛進入中國的現(xiàn)場總線技術將會被以太網(wǎng)技術所代替；是否Ethernet技術就是今后的現(xiàn)場總線的未來呢？在2001年剛剛確定的IEC61158的八種國際標準的現(xiàn)場總線是否會被新的IEC61158的通訊協(xié)議所代替。尤其是目前許多國家和企業(yè)都將發(fā)展工業(yè)通訊技術的焦點放在工業(yè)以太網(wǎng)上。各個企業(yè)和工業(yè)控制系統(tǒng)的協(xié)會和學會都在研究和開發(fā)新的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，如IDA-Schneider ModbusTCP、ODVA-EthernetIP、PNO-Profinet、EthernetPowerLink.由此看來以太網(wǎng)技術將會帶來自動化技術領域中的新的革新，這一事實將是不容置疑的。其原因并不是因為Ethernet-TCP/IP協(xié)議的本身已能滿足了現(xiàn)場總線通訊的要求，而且由于以太網(wǎng)技術的成熟和普及帶來的成本降低和協(xié)議的標準化。越來越多的場合采用以太網(wǎng)的技術。TCP/IP的協(xié)議已可以在各種計算機操作系統(tǒng)上運行。因此以太網(wǎng)技術進入工業(yè)控制領域已成為當今控制系統(tǒng)一個重要的課題。采用Internet的技術將會使目前所謂集中型自動化系統(tǒng)真正成為帶有分散型智能化的網(wǎng)絡控制。但是，在現(xiàn)場的實際應用中，作為一個現(xiàn)場工程師來講，應該采用怎么樣的以太網(wǎng)協(xié)議，現(xiàn)在我們確定一個具有國際標準的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，是否會重演幾年前確定現(xiàn)場總線國際標準的狀況。是否又會經(jīng)過漫長的無限期的爭論，最后得到妥協(xié)，形成多種協(xié)議的新的國際標準呢？特別是新的國際標準與已確定的IEC61158八種現(xiàn)場總線又存在什么關聯(lián)呢？帶著這些問題，本站駐歐洲記者專門采訪了德國的標準制定專家Klemm先生。

    Klemm先生是一個經(jīng)驗豐富的制定IEC國際標準的專家，并且是許多德國和國際標準組織的成員，包括IEC SC65C，CENELEC，TC 65CX，DKEK956，DKK K931 ISO TC184 SC％，NAM FB 430以及工業(yè)協(xié)會ZVEI，OPC和IAONA的重要成員，并擔任了DKE工作委員會的副主席。他認為盡管一個國際標準的確定終始滯后于技術的發(fā)展，但是它給生產(chǎn)廠商和應用者帶來了投資和應用的安全性。這一點在制定IEC61158標準的過程中特別體現(xiàn)出了。經(jīng)過長期的討論和協(xié)商，終于完成了一個帶有多個現(xiàn)場總線系統(tǒng)的總線標準。而今天又出現(xiàn)了越來越多的工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方案，有些作為現(xiàn)場總線的補充，有些作為現(xiàn)場總線的替代。這樣又對今后在工業(yè)控制中采用怎樣的面向現(xiàn)場的通訊技術出現(xiàn)了懷疑、觀望和動搖的現(xiàn)象。

本站駐歐洲記者：在我們想了解您對現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)國際標準看法之前，希望您能否先介紹一下總線標準的現(xiàn)狀。

Klemm:工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的國際標準的制定一直由國際電子委員會下屬的SC65C Digital Communication委員會來執(zhí)行。在德國主要由參加國際電子委員會SC65C 組織工作的專家們組成的K956 Fieldbus委員會進行IEC 61158標準的制定工作。2000年，經(jīng)過15年的研究工作終于發(fā)布了以IEC 61158的第2文本為基準的國際標準，在學術界發(fā)出了很大的反響。因為這一標準違背了原來一個統(tǒng)一的國際現(xiàn)場總線的本意，而僅僅是將在工業(yè)市場上存在的現(xiàn)場總線按部分匯總而成。作為這一國際標準的修改，2003年初出現(xiàn)了IEC61158 的第3文本。委員會同意到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國際標準所采納。

圖1 目前的現(xiàn)場總線標準

本站駐歐洲記者：那么現(xiàn)在標準委員會是怎么看待工業(yè)以太網(wǎng)的技術，對于工業(yè)以太網(wǎng)的實時技術的標準的制定又有什么方案？

Klemm:實際上制定IEC61158國際標準的時候，除了經(jīng)典的現(xiàn)場總線之外，工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術也越來越多地用于在工業(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的工業(yè)以太網(wǎng)技術。目前國際電子委員會SC65C已經(jīng)開始制定一個關于“Additional Profiles for ISO/IEC 8802-3 based communication networks in real time applications”的新的IEC61784-2標準。這工作由最近成立的IEC65C/WG11以“Real Time Ethernet”名義來進行。除了上述的進行的工作以外，國際電子委員會也開展了制定用于工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡連接器的標準工作。這些工作是由IECSC65C專家與其它IEC合作委員會的專家合作制定。因為這個題目與今天的采訪無關，我就不再賃述了。

    在IEC61158國際標準中已經(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 的相應規(guī)范中。所有三個規(guī)范都是建立在IEEE802.x的以太網(wǎng)規(guī)范上。當然它不牽涉到以太網(wǎng)的變形，而僅僅是指以太網(wǎng)應用。

圖2 未來的現(xiàn)場總線標準

    IEC SC65C/WG11組織對包含在IEC61158和IEC61784-1中帶有以太網(wǎng)通訊應用層中缺少的實時能力和相應的定義進行規(guī)范。所有國際電子委員會SC65C到目前為止所處理的基于以太網(wǎng)的概念已經(jīng)或將要由國際用戶組織定義,然而到目前為止這種概念僅有少量的應用。所以可以這樣認為，這些新的規(guī)范的采用將會加快制定國際標準的進程。問題是如何將已存在的面向解決實際項目的定義轉換為針對要求的標準化的規(guī)范。通常，在這轉換過程中會發(fā)現(xiàn)一些含義不清的定義。同時在制定標準的過程中也要解決許多細節(jié)問題。我個人認為，對于一般的應用場合中，這些基于以太網(wǎng)的方法沒有重大的技術問題，不同的意見僅僅是觀點的問題。如果你提出一個特別的要求，如要求在通信系統(tǒng)中一個確定的Jitter-時間，如果這個條件沒有被滿足，那么你可以把這作為問題,缺乏事實來解釋。不管怎么樣說國際標準的制定將給這一領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，在國際電子委員會SC65C/WG11工作組也對更多的實時以太網(wǎng)的方案進行討論，這些方案一般都是為某個特殊的應用范圍而開發(fā)的，整體來講，還不能滿足作為國際標準的要求。

本站駐歐洲記者：Klemm先生，您是否能夠進一步對今后國際標準化工作的重點和發(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)場總線國際標準時的同樣問題，目前工業(yè)控制系統(tǒng)應用中存在許多互不兼容的面向項目的以太網(wǎng)解決方案。目前IEC SC65/WG11工作組還將在對新的建議進行討論。當然現(xiàn)在還不能講，哪些方案將被采納，哪些將寫入國際標準之中除了當前制定IS現(xiàn)場標準之外，為了能在IEC的范圍中發(fā)表一些技術規(guī)范，IEC提供了其它的手冊，比如Industry Technical Agreements(ITAs)和Publily Availabel Specification(PAS)。

    IASs實際上可以由工業(yè)界企業(yè)們制定，并以IEC的形式發(fā)表。PAS簡單的講是一個簡單化的具有時間限制的試驗性的標準。經(jīng)過一個固定的時間試行，有可能成為正式的國際標準。從這個思路出發(fā)，制定總線國際標準的解決方法，可能在以不同的規(guī)范中接收不同的實時以太網(wǎng)方案和尋找更多的以太網(wǎng)解決方案寫入一個規(guī)范之中的兩個方法中進行。根據(jù)目前所提供的不同方案的成熟程度，可以想象，IECSC65C/WG11委員會將在經(jīng)過評估和挑選的過程之后，選擇更多的實時以太網(wǎng)方案以及所屬的協(xié)議和服務規(guī)范寫入一個PAS文件，并公開發(fā)表。與之同時IEC612784-2也進行同樣的工作。

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間能完成新的國際標準。

Klemm:根據(jù)以往的經(jīng)驗，確定的說出完成新的國際標準的時間是很困難的。一個國際標準的制定，一方面這個標準的實現(xiàn)要有助于這一領域中專家之間更好的技術合作，另一方面也必須考慮各個企業(yè)的利益以及平衡各方面的要求等等，這需要很長的時間。當然，我本人認為，目前這個委員會的成員都有豐富的經(jīng)驗，整個國際標準制定的過程將會加快。我估計2005年將會發(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年將會完成IEC 61784-2的國際標準。然后按照PAS的設計思路，不斷地對這個文本進行修改，2008年一個完整的全面的工業(yè)通信系統(tǒng)的國際標準將會成立。