施耐德電氣中國(guó)公司 新產(chǎn)品發(fā)展經(jīng)理華镕先生:
施耐德電氣是工業(yè)以太網(wǎng)的堅(jiān)定支持者,也是極力推薦者和使用
者,早在1998年,國(guó)內(nèi)很多廠商正在極力推廣現(xiàn)場(chǎng)總線的時(shí)候,
施耐德已經(jīng)在各種展覽會(huì)和介紹會(huì)上,演講ModbusTCP和基于因特
網(wǎng)、Web技術(shù)的“透明工廠”的解決方案了。
8年的時(shí)間飛速而過(guò),我們可喜地看到:越來(lái)越多的用戶、廠商、
集成商在使用帶以太網(wǎng)接口的產(chǎn)品,隨著以太網(wǎng)設(shè)備(集線器、
交換機(jī)、收發(fā)器等)的價(jià)格走低(每年約下降10%~15%),以
太網(wǎng)方案會(huì)有更大的市場(chǎng)。
“一網(wǎng)到底”并非神話,而是實(shí)實(shí)在在的解決方案,比如施
耐德電氣已經(jīng)提供了從上至下的以太網(wǎng)方案。但對(duì)用戶來(lái)說(shuō),滿
足他們的需求未必就一定要一個(gè)單一的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。用戶不希
望在所有的項(xiàng)目中,使用同一廠家的產(chǎn)品;同時(shí),為了保護(hù)已有的用戶投資,也沒(méi)必要使用同一種網(wǎng)絡(luò);
這就有了不同網(wǎng)絡(luò)的互連問(wèn)題。目前有很多廠商提供不同網(wǎng)絡(luò)的連接解決方案,例如施耐德也提供從Modbu
s和Modbus+到以太網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品,就是要滿足用戶的這類需求。
最近幾年,各個(gè)廠商在工業(yè)以太網(wǎng)上做了巨大的投資和研發(fā),已經(jīng)取得了重要成果,比如:IEC已經(jīng)通
過(guò)了14種推薦的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。所以,用戶可以按照自己的要求,選擇不同的以太網(wǎng)協(xié)議和相關(guān)的產(chǎn)
品,而且不同的以太網(wǎng)產(chǎn)品可以在同一個(gè)以太網(wǎng)上共存。
現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)將并存多年
羅克韋爾自動(dòng)化 CIP工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程師何華先生:將以太網(wǎng)用于工業(yè)場(chǎng)合已經(jīng)走過(guò)了十幾年的歷程,
羅克韋爾自動(dòng)化是第一個(gè)將以太網(wǎng)用于工業(yè)場(chǎng)合的自動(dòng)化公司。據(jù)ARC的統(tǒng)計(jì),2004年,EtherNet/IP在工
業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)占有率為25.4%,領(lǐng)先于其他眾多工業(yè)以太網(wǎng)。EtherNet/IP現(xiàn)在已經(jīng)是比較成熟的工業(yè)以
太網(wǎng),它基于標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以太網(wǎng)和通用工業(yè)協(xié)議(CIP)來(lái)解決實(shí)時(shí)性、功能安全、確定性和穩(wěn)定性。例
如,通過(guò)CIP Safety來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)的功能安全,通過(guò)CIP Sync來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)間同步(正負(fù)100 ns),
通過(guò)CIP Motion來(lái)滿足更高實(shí)時(shí)要求的分布式伺服控制,并且,結(jié)合成熟的以太網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和系統(tǒng)來(lái)構(gòu)
筑EtherNet/IP的網(wǎng)絡(luò)安全。羅克韋爾自動(dòng)化也在不斷發(fā)展和提供整體的信息安全解決方案。
工業(yè)以太網(wǎng)在一些行業(yè)的應(yīng)用上已經(jīng)真正實(shí)現(xiàn)了一網(wǎng)到底,但對(duì)于另一些行業(yè),現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太
網(wǎng)將會(huì)并存多年。網(wǎng)絡(luò)故障的快速恢復(fù)、本質(zhì)安全等問(wèn)題依然是制約以太網(wǎng)全面應(yīng)用的主要障礙,相信隨
著技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)以太網(wǎng)將有著更廣泛的應(yīng)用,并為用戶提供更多價(jià)值。
由于工業(yè)以太網(wǎng)的眾多優(yōu)點(diǎn),特別是IT的無(wú)縫集成以及傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)法比擬的帶寬,工業(yè)以太網(wǎng)在
未來(lái)的5年估計(jì)將會(huì)有每年30%~40%的復(fù)合增長(zhǎng)率。在中國(guó)市場(chǎng),也將會(huì)有更大的增長(zhǎng)率,但是實(shí)現(xiàn)這個(gè)
增長(zhǎng)可能會(huì)比全球推遲2~3年,在最初的2~3年也可能會(huì)有20%以上的增長(zhǎng)。
工業(yè)以太網(wǎng)走入實(shí)際應(yīng)用
安徽金隆銅業(yè)有限公司 工務(wù)部部長(zhǎng)王習(xí)慶先生:我認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:應(yīng)用廣泛;
成本低廉,目前,其網(wǎng)卡的價(jià)格只有CONTROLNET等專用網(wǎng)卡的十分之一或更低;通信速率高;軟硬件資源
豐富;可持續(xù)性強(qiáng),人們已自然地接受以太網(wǎng)這種通信方式,由此會(huì)吸引大量的技術(shù)投入,也就保證了以
太網(wǎng)技術(shù)會(huì)得到更加快速和持續(xù)的發(fā)展;兼容性好;工控廠家的廣泛支持和應(yīng)用。由于以上原因和技術(shù)進(jìn)
步,無(wú)論是國(guó)外知名的DCS廠商還是PLC廠商,出于各方面的因素的考慮,都紛紛推出了各自的工業(yè)以太網(wǎng)
產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)體系,以適應(yīng)市場(chǎng)需求;并且也在技術(shù)上加以改進(jìn),以使其適應(yīng)工業(yè)控制方面的要求。
另一方面,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的不足在于:缺乏統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)硬件標(biāo)準(zhǔn),在工業(yè)以太網(wǎng)線纜,接插
件等方面均無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);無(wú)統(tǒng)一的工控的應(yīng)用層協(xié)議,由于以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路
層,在其上的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議,目前以TCP/IP協(xié)議為主。
而在與用戶應(yīng)用程序接口的應(yīng)用層協(xié)議中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等特性不適應(yīng)工控的實(shí)時(shí)通信。因此,還要有個(gè)
統(tǒng)一的應(yīng)用層規(guī)范;實(shí)時(shí)性控制,雖然目前以太網(wǎng)的發(fā)展取得了本質(zhì)的飛躍,產(chǎn)生了高速(100M)和千兆
以太網(wǎng),并且廣泛采用交換機(jī)和全雙工、信息優(yōu)先級(jí)等技術(shù)來(lái)避免沖突和碰撞,改進(jìn)容錯(cuò)技術(shù)等。但在應(yīng)
用過(guò)程中,還是要求謹(jǐn)慎地控制和核算系統(tǒng)的負(fù)荷,應(yīng)控制在25%以下,以保證系統(tǒng)的可靠性。
作為有色金屬行業(yè)企業(yè),我認(rèn)為國(guó)內(nèi)用戶采用以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)有以下考核指標(biāo):
● 產(chǎn)品的適應(yīng)能力,主要是產(chǎn)品能否適應(yīng)工業(yè)控制場(chǎng)所的各種環(huán)境,如粉塵、溫度、污染、電磁干擾
等,以及靈活多樣的安裝形式。
● 系統(tǒng)的可靠性,主要是通信過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、有效性和容錯(cuò)能力。
● 系統(tǒng)的兼容性,指與其他廠家或通用以太網(wǎng)之間能否實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,從而最大限度地發(fā)揮以太網(wǎng)的
優(yōu)勢(shì)。
系統(tǒng)的安全性,作為工業(yè)產(chǎn)品由于其具有較強(qiáng)的通用性,同時(shí)也就不可避免地要充分考慮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的
安全,增加防護(hù)措施。
系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,由于負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的可靠和安全影響很大,因而對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控就十分重要,也便于
解決通信中的其他問(wèn)題。
我公司在采購(gòu)自動(dòng)化設(shè)備時(shí),已經(jīng)非常重視與以太網(wǎng)的兼容性。其中絕大多數(shù)已具備以太網(wǎng)通信接
口,并且也有很多實(shí)際應(yīng)用,主要是在監(jiān)控層和生產(chǎn)管理信息化部分。其種類有DCS、PLC、PROFACE等,主
要品牌有AB、GE、SIEMENS、HONEYWELL、PHOENIX等。
如何實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)到底”
赫思曼電子(上海)有限公司 自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)解決方案部胡俊博士:從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,一網(wǎng)到底是一種趨
勢(shì)。目前在工廠網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次也都朝向以太網(wǎng)這個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)——以太網(wǎng)發(fā)展,但是在各層之間的連接
往往通過(guò)采用PC、PLC或其他專用設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)加以實(shí)現(xiàn),而這些網(wǎng)關(guān)造成了同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)之間的相互隔離,從
而使從上到下完全透明的工廠網(wǎng)絡(luò)成為一種理想。
如果需要實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)到底,需要解決三個(gè)問(wèn)題:
首先是應(yīng)用層協(xié)議的統(tǒng)一。目前不少人認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用層協(xié)議將來(lái)的發(fā)展可能會(huì)是多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的
集合,就像現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一樣。但是對(duì)于一個(gè)企業(yè),它可以指定惟一一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)
一網(wǎng)到底。
第二,一網(wǎng)到底需要做到實(shí)時(shí)域與非實(shí)時(shí)域的隔離;一網(wǎng)到底意味著企業(yè)網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)直接連接,
企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不高,而工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有比較高的要求,甚至專用的實(shí)時(shí)協(xié)議還包括一些特別的報(bào)
文。為了保證實(shí)時(shí)域與非實(shí)時(shí)域之間、一個(gè)實(shí)時(shí)域和另一個(gè)實(shí)時(shí)域之間不相互干擾,必須對(duì)實(shí)時(shí)域與非實(shí)
時(shí)域進(jìn)行隔離。比如一個(gè)PowerLINK的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)在連接到上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須采用EPL網(wǎng)關(guān),這個(gè)網(wǎng)關(guān)對(duì)于以
太網(wǎng)協(xié)議是透明的,只是將實(shí)時(shí)報(bào)文和同步信息限制在實(shí)時(shí)域中。
第三,一網(wǎng)到底必須考慮網(wǎng)絡(luò)安全。在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間、在有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間、企業(yè)
網(wǎng)絡(luò)和INTERNET之間必須采用防火墻。赫思曼公司從2004年就推出了七層解析的完全狀態(tài)工業(yè)級(jí)防火墻,
該防火墻已經(jīng)增加了卡巴斯基防病毒引擎,2005年已經(jīng)在揚(yáng)子BASF安裝了21臺(tái),滿足了需要“一網(wǎng)到底”
的企業(yè)對(duì)于安全性方面的要求。
“一網(wǎng)到底”并非遙不可及
研華工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群工業(yè)通信產(chǎn)品經(jīng)理鄧敏女士:目前看來(lái),要實(shí)現(xiàn)企業(yè)真正的工業(yè)以太網(wǎng)“一網(wǎng)
到底”,確實(shí)存在一定的障礙,比如實(shí)時(shí)性,以太網(wǎng)存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)資源的情況,但
是隨著以太網(wǎng)交換機(jī)的引入、合適的調(diào)度策略的應(yīng)用,一定程度上緩解了這種現(xiàn)象并可能最終得到解決。
還有多播的問(wèn)題,目前也有公司開(kāi)發(fā)了一些協(xié)議,比如CGMP(思科組管理協(xié)議) 、IGMP Snooping(互聯(lián)網(wǎng)組
管理協(xié)議竊聽(tīng))和GMRP(GARP多播注冊(cè)協(xié)議),來(lái)解決此問(wèn)題。
除了以上提到的技術(shù)層面的問(wèn)題,更加現(xiàn)實(shí)的是現(xiàn)有底層智能儀器儀表的開(kāi)發(fā)或者改進(jìn),使之能夠支
持以太網(wǎng)接口和TCP/IP協(xié)議。以太網(wǎng)在工廠底層的應(yīng)用,依賴于大量支持以太網(wǎng)接口和TCP/IP協(xié)議的底層
智能儀表的出現(xiàn)。它們主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作和狀態(tài)參數(shù)的采集,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與高層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通
信,除此之外,還應(yīng)支持HTTP、FTP和工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議等,以便通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控
和管理
由于目前企業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)儀器儀表占絕大多數(shù),這也是“一網(wǎng)到底”的瓶頸之一,一些公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出以
太網(wǎng)接口模塊,比如研華公司的工業(yè)通信產(chǎn)品線中的端口服務(wù)器系列如ADAM-457×/EDG-450×可以把支持
串行通信的傳統(tǒng)設(shè)備直接連入以太網(wǎng);除了支持虛擬串口傳輸方式,還支持TCP/IP協(xié)議。
我相信隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題的逐步得到解決,企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表支持以太網(wǎng)接口和TCP/IP協(xié)
議的改造成功,“一網(wǎng)到底”似乎并不是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)。
最后,工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品必須與其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備集成才能真正發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì),已經(jīng)有一些大廠商在著手推
出“工業(yè)聯(lián)網(wǎng)解決方案”,研華公司作為知名專業(yè)的工控企業(yè),提出了“Connect to the eWorld”以及
“Ethernet links anywhere”的工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)解決方案。
我看工業(yè)以太網(wǎng)
MOXA華東區(qū)工業(yè)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)主管馬鋒先生:我們今天可以看到許多在兩三年前按兵不動(dòng)的廠商已經(jīng)紛
紛推出自己的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品,如西門子、Phoenix Contact等。據(jù)業(yè)內(nèi)著名的市場(chǎng)調(diào)查公司美國(guó)ARC Grou
p針對(duì)國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)提供的報(bào)告稱,2002 ~2007年間,每年的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口遞增率高達(dá)84%!而2003
~2008年間,與工業(yè)以太網(wǎng)緊密相關(guān)的DCS產(chǎn)品和PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)容量年增長(zhǎng)率分別高達(dá)15%和14%。可以說(shuō)
在2004年以前,國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)還處于開(kāi)發(fā)初期,其概念和產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)用戶來(lái)講還是一個(gè)新鮮事
物,用戶對(duì)產(chǎn)品的選擇相對(duì)保守。在進(jìn)入2004年以后,用戶渡過(guò)了最初的接觸期,對(duì)此類概念已逐步了解
掌握,對(duì)產(chǎn)品及方案的選擇趨于多樣。而在進(jìn)入2006年以后,整個(gè)市場(chǎng)步入了快車道,將呈現(xiàn)出更快速增
長(zhǎng),我個(gè)人預(yù)計(jì)這種增長(zhǎng)有可能是井噴式的增長(zhǎng)。
有人稱工業(yè)以太網(wǎng)是個(gè)萬(wàn)能膠,我覺(jué)得很形象。因?yàn)樗鼛缀踉诿恳活惞I(yè)領(lǐng)域都有涉足:電力、交
通、石化、冶金、安防、水處理等等。未來(lái)國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)的應(yīng)用前景將更加廣闊,許多以前從未涉
足的相對(duì)保守的領(lǐng)域內(nèi)也將看到工業(yè)以太網(wǎng)的身影。