現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)以太網(wǎng)綜述

　　為了在不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)互操作，公共應(yīng)用層是。當(dāng)前，多個(gè)組織正在為工業(yè)自動(dòng)領(lǐng)域的

TCP/IP定義公共應(yīng)用層協(xié)議。特別是將Ethernet用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)，是當(dāng)前的熱點(diǎn)課題。例如，面向制造

自動(dòng)化的Ethernet，產(chǎn)生了一種基于控制和信息的協(xié)議（CIP）的新型Ethernet――工業(yè)實(shí)時(shí)Ethernet。

這是為傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)協(xié)議/協(xié)議（TCP/UDP/IP）定義的、基于主機(jī)/客戶機(jī)的控制和信息協(xié)議。

Ethernet的CIP稱為Ethernet/IP。

　　CIP是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的應(yīng)用層協(xié)議，提供了訪問(wèn)數(shù)據(jù)和控制設(shè)備操作的服務(wù)集。它采用用戶數(shù)據(jù)協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（UDP/IP）和傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（TCP/IP）作為Ethernet網(wǎng)上的控制和信息協(xié)議，允許發(fā)送顯式（信息）和隱式（控制）報(bào)文。其中，隱式報(bào)文是對(duì)時(shí)間有苛刻要求的I/O信息（事件觸發(fā)、控制器互鎖等），通過(guò)UDP/IP完成的隱式報(bào)文中數(shù)據(jù)區(qū)包含實(shí)時(shí)I/O數(shù)據(jù)（CIP的控制部分）；顯式報(bào)文是無(wú)時(shí)間苛刻要求的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息，可由TCP/IP完成（CIP的信息部分）。CIP向終端用戶提供了自動(dòng)化系統(tǒng)必不可少的控制、組態(tài)、數(shù)據(jù)采集服務(wù)功能。為面向自動(dòng)化領(lǐng)域提供了Ethernet網(wǎng)上的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的互操作性和可換性。

　　最近，著名的工業(yè)通信技術(shù)國(guó)際組織――ODVA和PI在美國(guó)德州休斯敦新聞發(fā)布會(huì)上發(fā)表公開(kāi)信，聲稱他們迄今為止相互競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)場(chǎng)總線――以太網(wǎng)解決議案要在OPC建議的DX協(xié)議下彼此協(xié)調(diào)以推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。特別是就定義工業(yè)以太網(wǎng)的功能和互操作性達(dá)成共識(shí)，并將以下方面作為工作重點(diǎn)：IP地址即插即用互操作的通用策略、裝置描述和恢復(fù)機(jī)制；網(wǎng)絡(luò)診斷議案；指導(dǎo)使用WEB技術(shù)；一致性測(cè)試需求；產(chǎn)生一種應(yīng)用接口，以消除協(xié)議間的差異。

　　OPC DX是一個(gè)開(kāi)放的解決議案，允許當(dāng)今市場(chǎng)上存在的標(biāo)準(zhǔn)：FF的HSE/H1、ODVA的CIP及PI的PROFINET相互并存。OPC DX標(biāo)準(zhǔn)提供了可互操作的數(shù)據(jù)交換和在以太網(wǎng)上報(bào)務(wù)器對(duì)服務(wù)器的通信。它是已存在的OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)規(guī)范的擴(kuò)充，它還擴(kuò)充了運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)共享交換及實(shí)時(shí)協(xié)議應(yīng)用的獨(dú)立性。利用擴(kuò)充的OPC接口，可以協(xié)調(diào)和互聯(lián)不同現(xiàn)場(chǎng)總線組織的不同協(xié)議。OPC DX規(guī)范和源碼在2001年12月份公布，來(lái)自多個(gè)生產(chǎn)廠商的原型在2002年4月出現(xiàn)。

　　Ethernet作為為總線的前景、困難以及對(duì)策

　　1． Ethernet作為現(xiàn)場(chǎng)總線的前景

　　自動(dòng)化系統(tǒng)和管理管理的進(jìn)一步融合，WEB技術(shù)和無(wú)線等應(yīng)用促使自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)采用通用的Ethernet。
　　主流自動(dòng)化廠商對(duì)Ethernet工業(yè)應(yīng)用的積極態(tài)度將起到強(qiáng)大的推動(dòng)作用，同時(shí)也緩解總線之爭(zhēng)的負(fù)作用。

　　Ethernet本身的迅速發(fā)展，在性能人價(jià)格上還有很大的改善空間。
　　Ethernet，TCP/IP本身未解決互操作性問(wèn)題，但為之鋪平了道路。
　　在單元和模板以上，Ethernet已具有優(yōu)勢(shì)。在傳感器級(jí)別，性價(jià)比還不具競(jìng)爭(zhēng)力，有大小用之嫌。
在儀表等領(lǐng)域，Ethernet要滿足本安型應(yīng)用有一定難度，也很難滿足對(duì)儀表供電等要求。市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提高，Ethernet有顯著增長(zhǎng)。主要廠商目前的動(dòng)態(tài)表明，對(duì)Ethernet的預(yù)期仍然保守。

　　2． 促進(jìn)工業(yè)Ethernet應(yīng)用對(duì)中國(guó)產(chǎn)業(yè)界的影響及建議

　　由于國(guó)對(duì)總線之爭(zhēng)未付出大的代價(jià)，同時(shí)也沒(méi)有一種總線在中國(guó)占?jí)旱剐詢?yōu)勢(shì)，跟蹤并采用國(guó)際光先進(jìn)和技術(shù)可以發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，迅速縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

　　采用開(kāi)放、免費(fèi)并且知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制的技術(shù)Ethernet和TCP/IP，可以節(jié)約資金，減少技術(shù)的領(lǐng)帶性，并有得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。

　　減少專有網(wǎng)絡(luò)的影響，有利于形成公平的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有利于中國(guó)與國(guó)際接軌，降低項(xiàng)目投資費(fèi)用。采用Ethernet和TCP/IP等開(kāi)放的技術(shù)，可以促進(jìn)WEB自動(dòng)化等更先進(jìn)技術(shù)的和模式在中國(guó)的應(yīng)用有得制造業(yè)中間件軟件市場(chǎng)的形成，為中國(guó)參與下一波國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造良好的條件。