2004年10月19日至20日,中國工業以太網發展論壇暨全國第一屆工業以太網技術發展與應用研討會(IEHF2004)在京召開。借此機會,本站記者采訪了西門子自動化與驅動集團工業通信全球地區總經理賀日安和德國菲尼克斯電氣集團自動化總裁Martin Müller,暢談工業以太網的過去、現在與未來。
■ 采訪賀日安先生
控制網:西門子是何時開始關注工業以太網的,當時關注的原因和重點是什么?現在又有哪些變化呢?
答:早在1985年西門子公司就開始關注工業以太網,當時在工業領域里它還叫SINEC H1。與以往的網絡相比,以太網使控制器(PLC,DCS,PC)間的通訊變得更有效,更易于使用。至今為止西門子已經安裝了近80萬個工業以太網節點,并將以太網確定為自動化領域中控制器與上位管理層間大量數據傳輸的可靠網絡。今天,以太網已眾人皆知,并以它80%的占有率成為局域網(LAN)的領先者。關鍵在于今天的網絡協議使模塊化的機器制造和控制器彼此之間,控制層器與執行層器之間的相互操作得以推廣。不斷完善的實時控制和無線局域網是進一步的核心話題,它激發我們在經濟的自動化結構方面產生全新的構想。
控制網:您認為PROFINET的優勢表現在哪些方面?
答:工業以太網逐漸從管理層擴展到執行層,它為執行層的設備進入IT領域開辟了暢通之路。另一方面,也使自動化系統中的管理層更容易獲取到執行層的信息。為此對未來的自動化結構提供了全新的可能性。新的工業以太網對執行層的使用和開發將在短期內給自動化結構帶來巨變。依據我們多年來在工業以太網方面的經驗和經過千錘百煉的世界先進的現場總線―PROFIBUS的技術知識,我們與PROFIBUS使用者協會(PNO)共同定義了在工業以太網基礎上全面的自動化標準PROFINET。PROFINET既適用于工廠自動化,又同樣適于過程自動化,并內含了所有先進的自動化技術的要求。
控制網:工業以太網技術和產品的成熟、推廣普及能給最終客戶帶來哪些好處?
答:現有的現場總線已逐漸在數據量、連接性和開放性三方面接近顛峰。最終用戶希望有一個貫通的世界,可將具有IT功能的現場設備與維護系統相聯接,以便直接介入維修和服務系統中。工業以太網不僅為現場設備進入管理層的IT領域開辟了道路,而且還為組態和服務創造了全新的可能性。具有網絡性能可選擇功能的PROFINET提供了貫通的通信,也可以通過PROXY方案接入現有的現場總線,如PROFIBUS,并且借助于分布式自動化系統使得建立一個全新的自動化結構成為可能。從單個模塊技術的組態和運行,以及通過無縫連接進入MES和ERP系統,最終達到輕松的服務,甚至在各個公司間的服務,PROFINET可幫助最終用戶節省費用,提高設備的使用性和有效性。這個先進技術的推廣將使客戶的大大超前,以此幫助他們處于市場中的領先地位。
控制網:工業以太網的近期發展如何?貴公司在2005年會有哪些舉措?
答:一提到自動化領域中的工業以太網,常常留給人們這樣一個印象:這是一個全新的改革性話題。20年來工業以太網在自動化領域中的使用經驗證明這個技術已有了很高的認知度。工業以太網的基本想法是,使用現有的以太網標準,對工業通信進行必要性和效益性細節的補充。因此,多年來衍生出了應用于工廠和過程控制中特殊情況的產品。所有這些經驗已被融入于PROFINET中。到目前為止,第一臺應用PROFINET制造的設備仍在最終用戶的高度滿意中運行著,并將一直持續下去。可應用于PROFINET的產品數量在穩步增長,廣泛推廣使用PROFINET系統已不會有任何阻礙。2005年年中我們將應用等時實時技術通過工業以太網來解決高要求的控制任務。
控制網:最終用戶是否對工業以太網很關注?他們的態度如何?
答:在一個設備中單個控制器間沒有通訊,不可能談論現代自動化技術。一個基于貫通的工業以太網的通訊,其優勢已被絕大多數使用者熟知。在專業報刊、雜志和各種座談會上也可以看出他們濃厚的興趣。民意調查表明,半數以上的使用者將選擇使用以太網,廠商們也同樣被要求采納最新技術,并生產出相關產品。與2003年相比,2004年在SPS/IPC/DRIVES展覽會上展出的PROFINET產品將會成倍增長,我們可以預測,這種增長速度只會有增無減。
控制網:通過今年的漢諾威工業展會,INTERBUS CLUB官方聲稱他們將與PNO組織合作并共同推廣PROFINET。您能告訴我們,基于什么原因,貴公司采取此行動?貴公司將來在什么方面操作此合作?依您看,這次合作將給工業以太網標準競爭帶來什么樣的影響?
答:PROFINET不僅定義了一個工業以太網的新協議,而且還建立了一個全面的標準。它符合所有將以太網投入工業領域使用的要求,并提供了全部自動化應用的解決方案。PROFINET這個來自PI(PROFIBUS國際協會)的開放的工業以太網標準使現有的工業現場總線之間的互聯成為可能,從而保護了總線使用者已投入的上百萬的資產。這使得系統的選擇更加簡單,同時更多的公司也會提供全系列的儀器設備。我們對INTERBUS CLUB決定使用以統一的以太網為基礎的系統表示祝賀。這是一個典型的雙贏方案,只會給所有參與者帶來好處,特別是使最終用戶獲得利潤。如果有更多的公司或組織有勇氣作出同樣的決定,我們將會很高興,并且為他們在提供PROFINET產品的進程中給予大力支持。
控制網:請您為我們描繪一下,到2008年,即未來三年,工業以太網技術及應用會是怎樣的?
答:在可預計的將來,PROFINET必將續寫PROFIBUS的成功故事。不僅為具備多項優勢的工業以太網建立堅實的使用基礎,而且為在工業自動化領域中引導全新的未來技術潮流奠定了基石。西門子應用CBA(基于組件技術的自動化)在模塊化自動化領域中做出了第一步。等時模式通訊即將把驅動技術中的機械主軸同步技術送入博物館。工業無線局域網絡把使用者從電纜聯線中解脫出來。借助SCALANE W ACCESS POINT的數據率預留功能,我們甚至可以將對時間要求很嚴格的周期性生產通訊轉移到工業無線局域網中。對于所有集成了SNMP的網絡用戶,優化的網絡管理成為可能。并且,觸手可及的安全模塊SCALANCE S允許對整個設備或部分設備進行非法進入保護。我堅信,我們使用PROFINET創立了一個全面的自動化標準,它真正涵蓋了所有的自動化控制的重要性,并將開創未來的自動化控制世界。
■采訪Martin M üller先生
控制網:菲尼克斯電氣是何時開始關注工業以太網的,當時關注的原因和重點是什么?現在又有哪些變化呢?
答:菲尼克斯電氣早在1997年就已經介入到工業以太網領域。當時研究的目標是在辦公自動化領域尋找一種能應用在未來的自動化解決方案中的標準。這一點現在已經是顯而易見的,除PC技術外,工業以太網將在工業自動化解決方案的通信中大有作為。根據這些研究結果,工業以太網的基礎器件(如路由器、交換器)的開發開始于1998年。這些組件作為產品在2000年的漢諾威展會被發布。隨之而來的,開發重點轉移到了基于以太網的分布式自動化和實時系統的開發。2004年,我們看到第一個基于PROFINET的原型向外界正式發布。
控制網:菲尼克斯電氣2004年在工業以太網方面的投入情況是怎樣的?特別是人員及財力方面,近三年的投入增長率是多少?預計2005年情況又會如何呢?
答:目前,菲尼克斯電氣約有20%的開發資源投入到以太網技術的開發。現在正在開發的主要項目包括PROFINET的協議棧、以太網基礎器件的軟硬件結合,例如VLAN或IGMP snooping,以及用于以太網的銅質電纜和光纖工業連接技術。菲尼克斯電氣基于工業以太網架構設計了一系列產品,這些設備在2000年被首次推向市場,現年銷售額增長率已超過60%,而且預計2005年仍將保持這一增長率。
控制網:除中國以外的其他地區,如歐美、日本等國家和地區,那里的廠商也對工業以太網很關注嗎?那里的最終用戶對工業以太網的態度或境況如何?您認為哪些領域最適合應用此技術和產品,能否舉個例子?
答:當前以太網在工業自動化解決方案中的應用是全球關注的問題。特別值得一提的是,在歐洲,PROFINET標準優勢凸現,其已得到包括西門子在內的超過500個制造商的支持。此技術也得到了最終用戶的普遍認可。最近,四家領先的德國汽車制造商(奧迪、寶馬、克萊斯勒和大眾)決定在未來的自動化解決方案中使用PROFINET。這是向以太網標準的標準化邁進的重要一步,因為它們聯合的決定不僅給最終用戶傳遞一個清楚的信號,也給汽車工業中的自動化器件廠商和設備、系統的供應商帶來了只需支持一個標準的保證。
PROFINET覆蓋工業通信解決方案的所有方面,從用于分布式I/O設備連接的PROFINET IO,到用于分布式自動控制的PROFINET CBA,到用于高端運動控制解決方案的PROFINET IRT。另外,PROFINET能通過標準的代理服務器與現有的現場總線系統很容易地集成。
在應用方面,比如在汽車制造業的車身工廠,PROFINET機器人和高技術控制器(如焊接控制器)通過PLC聯網。諸如菲尼克斯電氣Rugged Line的I/O系統由代理服務器被集成進此系統,從而建立了基于PROFINET和INTERBUS的完全無縫的自動化系統。
控制網:工業以太網技術和產品的成熟、推廣普及能給最終客戶帶來哪些好處?
答:在基于現場總線系統和智能系統的現代自動化解決方案,通常有幾個通信接口,如為集成入控制網絡的現場總線接口和為編程和下載程序的以太網接口。將來,使用以太網的系統只需要一個接口,因為Ethernet/PROFINET可以用來傳輸過程數據和任意數據,如程序也是通過相同的媒介。另外,以太網提供智能設備維護頁面的選擇權,使工作人員能通過標準的頁面來完成調整參數、操作和監測。這為未來的自動化解決方案提供了可觀的潛在的節約。
控制網:目前阻礙工業以太網廣泛應用的主要因素有哪些?您估計需要多長的時間,可以徹底解決所有瓶頸問題?
答:除標準以太網的實時性外,還有幾點與以太網的應用相關,特別是工業連接技術和在安全性方面要求更高。以太網的應用增加了自動化解決方案被病毒、蠕蟲甚至黑客攻擊的風險。以太網在工業中的應用必須與適當的安全解決方案合為一體。自動化供應商目前正開發這一解決方案,預計在2005年將會實現。
控制網:從讓客戶開始認知工業以太網,到使其轉變態度、實際購買消費工業以太網產品,您認為對于廠商來說哪個環節最難?貴公司有什么相應的營銷及戰略措施?
答:在現在的公司中,電氣規劃主管往往決定現場總線系統的使用。然而,以太網因為涉及其它問題,如安全(傳統上這是IT部門的責任),使其在自動化系統的應用面臨新的挑戰。關于自動化供應商,像菲尼克斯電氣,這意味不僅要考慮客戶的自動化專業人員的要求,也要考慮他們的IT部門。一些重點,如安全或與基礎組件(如CISCO公司產品)的兼容性,是需要特別關注的。
控制網:通過今年的漢諾威工業展會,INTERBUS CLUB官方聲稱他們將與PNO組織合作并共同推廣PROFINET。您能告訴我們,基于什么原因,貴公司采取此行動?貴公司將來在什么方面操作此合作?依您看,這次合作將給工業以太網標準競爭帶來什么樣的影響?
答:INTERBUS CLUB和菲尼克斯電氣采用PROFINET作為未來以太網標準的決定是基于五項原則:
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