Ethernet進軍工業現場，擂鼓還是鳴金？

Ethernet進軍工業現場，擂鼓還是鳴金？　　　　    現場總線（FieldBus）的現狀是什麼呢？不妨設想你走進了一個停車場，場內停滿了各式各樣的BUS，大的小的、新的舊的、好的壞的，各有特色，有的被擠出場外，有的在努力進來。這些BUS上都掛著牌子-ProfiBus、ModBus、ControlNet、DeviceNet……，你想去某個地方，總有一款適合你，但它們都在向你招手，令你目不暇接，無所適從。　　　　    Ethernet是其中比較特殊的一種，有人說Ethernet取代其它總線是大勢所趨，也有人說相反。的確，成百萬上千萬的人在用它，每天都在log in 和log out，盡管這些人中的大多數並不知道它的工作機理。但是，Ethernet能否進入工業現場，或者說，能否在工業現場生存和發展？本人略談拙見。　　　　一、與各種現場總線相比較，Ethernet的優缺點　　優點：　　1、已經被廣泛地應用。　　2、Ethernet產品及元件市場廣泛，價格低廉，容易測試。　　3、速度"快"，10M-100M。　　4、多數工程師起碼已經熟悉。　　5、適用於辦公室間的連通性。　　6、TCP/IP應用於Internet，因此Ethernet使得"Web Enabled"十分容易。　　缺點：　　1、較DeviceNet等現場總線相比，在工業底層應用不是很廣。　　2、在同一網絡中要執行很多任務，因此安全是一個問題。　　3、連接頭不適用於工業現場的環境。　　4、它的通訊是基於競爭而不是確定性的。　　5、與其它現場總線相比，抗幹擾能力有限。　　6、傳輸中有大量的"開支"，帶寬利用率不如其它總線。　　　　二、Ethernet的現實障礙　　Ethernet在普通消費中有很大的市場，在電子世界成為事實上的標準是必然的，但應用於工廠級產品，還有很大障礙。　　1、它並不真正的便宜。當真地把Ethernet嵌入工業產品，就會發現並不是想象的那麼便宜，對每個節點而言，它比其於CAN的協議如DeviceNet還要貴，例如，特製的物理接頭將增加好多費用。　　2、它並不是完全開放和通用的。完全開放隻是一個概念，實際並非如此。　　3、100M的速度對工業現場是沒必要的。對於高的速度，幹擾是一個問題，利用光纜又將增加投資。　　　　三、如何看待Ethernet的開放性：　　    Ethernet本身是一個物理層的標準，隻定義了網絡的基本電氣特性。TCP/IP是將數據打包成信息，從多個數據源仲裁傳送，並保證在另一端完整地重建信息的一種方式。它沒有說明這個包裏數據的內容是什麼，意義是什麼。這些數據可以是一幅畫、一個網頁、文本、超文本鏈接信息，可以是表示將你麵前指示燈打開的一個bit的數據，也可以是工業控製現場運行參數。但是，這些數據是如何搭上和離開TCP/IP的，沒有規則和標準。有好多種辦法可以做到，比如，將Profibus、Modbus、ControlNet、DeviceNet協議轉換到TCP/IP上。把好多種不同的協議放到同一網絡上，並讓它們與同一個主機在同一時間對話，這是可能的，就象不同牌子的打印機在同一網上使用。但問題來了，每一種協議都要有一個Driver。因此，目前的情況是，好多供應商設計了不同的協議，他們都叫"工業Ethernet網"，然而並未解決通用標準的問題。　　　　四、Ethernet們在行動　　    為解決上述問題，下列公司於1999年發起成立了"工業以太網協會"（Intustrial Ethernet A ociation,IEA）：Synergetic Micro Systems, Hirschma , Grayhill, HMS Fieldbus System, Hilscher GmbH and Contemporary Controls。目前已發展成十幾個成員。施耐德公司也支持這一項目。　　    IEA的目標是解決如下問題：　　1、數字或模擬I/O打包到TCP/IP的方式。　　2、與複雜設備接口的標準，這些設備包括：驅動設備、運行控製器、操作員界麵、PLC、條形碼閱讀器等。　　3、確定工業級的接頭。　　4、采用"確定性"機製。　　5、機器Ethernet和企業INTRA ET的接口。　　    IEA希望通過上述工作，使工業以太網成為真正的工業現場總線，從而在與其它勢力強大的現場總線標準的競爭中取勝。　　　　五、預測　　    競爭的最終結果是難以預見的，但在今後的3-5年內，可能會是以下情況：　　1、Ethernet歸根到底是"元素"級（字節或字）上的網絡，它永遠也不會代替"位"級的網絡。　　2、隨著技術的發展和市場的競爭，在Ethernet價格低廉的同時，其它總線的價格也會下降。　　3、"Web Enabled"控製產品將激增，基於Web的軟件將興起，Ethernet的這一優勢將不再明顯。　　4、在殘酷的市場競爭中，"邊緣"總線將逐步消失，幾種主要的總線標準將長期共存，出現"戰國七雄"之勢，而Ethernet是其中之一。　　5、各種總線的價格都將下降，將來任何自動化工程都能用某種合適的總線來方便地連接。