有關現場總線與工業以太網的幾個問題

我國在制定現場總線標準這方面的工作只是把國際標準等同地轉換成國內標準，還沒有能力制訂屬于自己的標準。經常聽到這樣的呼聲，為什么不制訂我國知識產權自主的現場總線標準？而一味采用國外標準？要制訂這樣的標準，必須有硬件和軟件的基礎，我們現在至少硬件基礎還不夠。

中國工控網：
商業目的促使現場總線出現了多標準并存的現象，您如何看待現場總線標準的發展，是多標準并存，抑或統一。
蔡忠勇先生：
目前多種現場總線并存的狀況由來已久，IEC TC65技術委員會在制訂IEC61158標準時用了大約十年時間來討論如何用一個標準來覆蓋所有標準，但沒有成功，最后收納了8個協議，而且還在不斷增加。不但如此，IEC其它分會也制訂了一些現場總線標準。這有多方面的原因，各廠商從自身利益考慮會極力推行自己的總線標準，不肯犧牲自己的利益做出很大的讓步；不同的總線協議針對特定的應用領域，因而具有各自的特點，有其存在的環境和價值；技術在不斷發展，新的理論、方法不斷發明發現，新的總線協議還在繼續產生。所以目前看來現場總線標準不會統一，多標準并存現象將會持續。
由于不同的標準在一定意義上代表著不同的廠商利益，廠商之間市場、利益的競爭會反映到標準的推廣、應用和被采納的廣度和深度，所以使得協議之間實際也存在著競爭。那些技術相對落后，支持廠商少或者弱的協議逐步被淘汰，那些技術先進、支持廠商多而強、開放度高的協議更容易被接受，更具有生存和發展的空間。這一點也是遵從市場經濟規律的。

中國工控網：
目前現場總線的實際應用狀況如何。
蔡忠勇先生：
在發達國家，現場總線技術從20世紀80年代開始出現并逐步推廣，現在已經被廣泛接受。據說，2002年歐洲有40％的自動化工程項目采用了現場總線控制系統，預計到2005年將達65～70％。在國內，現場總線首先用在外國公司在華投資的生產線，比如幾乎所有外資汽車生產企業都有使用現場總線的生產線。后來啤酒灌裝、煙草加工、機械裝配、產品包裝等生產線也大量使用現場總線。一些市政工程也開始使用現場總線。
應該說，現場總線技術從20世紀90年中后期引入中國，至今在技術概念上已被廣泛接受，用戶群和使用面迅速增加和擴大，許多自動化項目把現場總線控制作為選擇方案之一，但鑒于項目一次投入成本、技術的成熟性等原因未必采用之。另外，國內自動化工業生產企業相對國際企業來說處于弱勢，雖然有一些國內企業開發了一些從站產品，但大多還是小打小鬧，主要現場總線產品還是靠外國公司供貨。在沒有大量國內廠商進行研制、開發、宣傳、推廣的前提下，現場總線技術的普及速度會受到一定影響。這一點我們在同國際組織交流中一再重申的。

中國工控網：
我國也在積極制定中國的現場總線標準，GB/TB/JB等標準有些已經產生，您對我國現場總線標準的制定的看法和預見。
蔡忠勇先生：
我國現在這方面的工作只是把國際標準等同地轉換成國內標準，還沒有能力制訂屬于自己的標準。經常聽到這樣的呼聲，為什么不制訂我國知識產權自主的現場總線標準？而一味采用國外標準？要制訂這樣的標準，必須有硬件和軟件的基礎，我們現在至少硬件基礎還不夠。我參加過幾次國際會議，知道DeviceNet協議還在不斷改進、不斷發展，每年ODVA年會總有幾十名專家在一起討論、研究，國內還很難聚集起相當數量有相當技術水平的專家。當然也不排除個別技術能力較強的企業開發內部協議的可能，逐步應用推廣，到一定條件時開放，發展為標準。這需要相當長時間的積累。

中國工控網：
工業以太網已呈現迅猛發展的勢頭，存在“現場總線＋工業以太網”“以太網直接進入現場”等不同觀點，您的見解如何？
蔡忠勇先生：
工業網絡承載的信息是多層次的，有位信息、字節信息、幀信息等，信息量大小、反應時間、傳輸速度、實時性要求各不相同，不同的現場總線適用于不同的現場情況，選用什么總線方案要根據實際情況而定。工業以太網可能實現全部功能，但在經濟上不會很合理。而且以太網難以逾越信號碰撞這個障礙，在系統大、控制點多的情況下問題更明顯。因此，筆者認為，“現場總線＋工業以太網”的方案更位為合理。

中國工控網：
眾多標準是否會在工業以太網標準上形成真正統一。
蔡忠勇先生：
以太網用于工業現場是一個發展趨勢，FF和WorldFIP向 Fieldbus Foundation HSE發展；ControlNet和DeviceNet向EtherNet/IP發展；Interbus和Modbus向IDA發展；Profibus向PROFINET發展。由于有不同的利益集團和現場總線廠商支持，這幾個標準會同時存在、相互兼容，不會很快統一，要統一存在很大的技術難度。比如從物理層看，EtherNet/IP的Profile同DeviceNet的Profile相同，而DeviceNet的Profile與Profibus的Profile差別很大，ProfiNet也可能采用Profibus的Profile，所以EtherNet/IP和ProfiNet之間就很難統一。

中國工控網：
面對網絡化、開放性的需求，現場總線及工業以太網在未來5年內會呈現怎樣的發展、應用勢頭，請發表您的看法。
蔡忠勇先生：
現場總線的技術優勢、使用方便性已不用置疑，從成本角度看，雖然一直有人在講比傳統控制技術要低，特別是連接電纜的成本大大降低，還有系統的安裝調試、維護成本降低，整個系統的成本也隨之降低。但是，由于現場總線還是一項新技術，分攤的研發成本較高，用戶未普及，生產量低，使產品成本較高，使用戶的一次性投入也高，當高出傳統控制系統一定成度時用戶就難以接受，這限制了現場總線被選用。
隨著使用的普及，研發成本消化，生產成本降低，尤其是國內企業大量研制、生產出相應產品之后，現場總線產品成本將大幅度降低，自動化項目會普遍使用。相信這種情況定將在5年內出現。屆時，能連接現場總線的產品才有好的市場。