現(xiàn)場總線技術標準化進程的分析思考

分析用戶的需求，我們大致可以將用戶對現(xiàn)場總線的技術要求和期望分為以下三個層次:

1) 智能元器件與控制器(站)之間的互連互通,主要目的是替代傳統(tǒng)的I/O電纜。其要求是能傳送傳統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù),并附加傳送一些智能元件特有的告警和故障診斷信息。

2) 在傳送以上實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的基礎,用戶進一步的要求是希望通過網(wǎng)絡來進行集中的工程設計組態(tài)、程序動態(tài)修改下載以及元器件的遠程診斷和校準等。

3) 在互連互通的基礎上,用戶希望能夠在各種情況下“重構”系統(tǒng),如在元器件損壞更換、系統(tǒng)改擴建以及系統(tǒng)升級或部分升級等情況下,要求能夠無障礙地接入第三方的元件或新技術條件下的升級產(chǎn)品。

從以上用戶的需求上可以看出,用戶是希望通過現(xiàn)場總線技術,利用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊的手段實現(xiàn)各種智能元器件與控制器(站)之間的“互連”、“互通”、 “互換”,但并沒有要求說所有這些功的必須在一個“單一”的統(tǒng)一網(wǎng)絡來實現(xiàn)。正如在Internet網(wǎng)絡上用戶希望實現(xiàn)電子郵件、文件下載、網(wǎng)絡瀏覽、網(wǎng)上游戲等服務,但這并沒有要求Internet網(wǎng)絡必須是一個“單一”的“同構”網(wǎng)絡。

從通訊協(xié)議的構筑模型上看,目前幾乎所有的通訊協(xié)議一般來說都是參照OSI的七層模型,但絕大多數(shù)協(xié)議都是從物理層開始“自底向上”自成一體地構筑一個“垂直一體化”的協(xié)議棧,使得八種標準協(xié)議之間在任何層次上都很難“互連”、“互通”,更談不上“互換”功能。事實上制定OSI分層模型的目的是讓涵蓋不同技術元素不同發(fā)展變化速度的通訊實體分為相互獨立的層次,以使各層次既能夠相互結合成為一個端對端完整的協(xié)議棧,又能夠相互獨立發(fā)展而不互相制約。比如在我們最熟悉的Internet網(wǎng)絡協(xié)議簇中,因特網(wǎng)之所以能夠如此成功,就是以TCP/IP協(xié)議棧為核心,對上可以服務眾多不同的應用層協(xié)議(WWW、FTP、電子郵件等),向下則可在眾多不同的局域網(wǎng)(Ethernet、FDDI等)、廣域網(wǎng)(撥號網(wǎng)絡、X.25等)平臺上實現(xiàn)。

從某種意義上來說,現(xiàn)場總線技術的標準化進程出現(xiàn)目前困境的原因很大程度上可能是當初一開始就將“單一的垂直一體化的同構網(wǎng)絡”這一過于“理想”的期望設定為技術標準的目標,結果不但不能達到目的,反而適得其反,出現(xiàn)了“群雄紛爭,互不兼容”的局面。