綜述：短期內以太網不可能取代現場總線

在考慮這個議題時，尤其耐人尋味的是，正當1999年12月31日的投票結果結束了多年現場總線爭論的時候，有關這個問題的討論更加激烈了。獲悉投票結果的用戶認為，現在終於能夠借助基於IEC-標準且經受住考驗的現場總線的解決方案來實現其通信任務了，且可以放心使用。因此，在探討以太網（E）/現場總線（FB）問題時，必須從用戶的觀點出發，考慮他們的要求。　　　　　　　　以太網多年來是一種可靠的通信標準，它主要用於商業上的數據處理。各類機構、銀行和工業部門之間廣泛的數據文件交換，包括國內的和國際的，過去和現在都是應用的重點，也是以太網廣為應用的緣故。轉入工業自動化之後，其應用主要是解決管理層、生產指揮層和控製層的任務。今天所達到的水平是用以太網將企業中心和自動化島嶼連接在一起。真正的自動化任務是由下位的單元級與現場級中的現場總線來解決的。　　　　　　　　自動化任務的主要特征是實現臨界時間的過程，如采集報警、時間打印和時間同步。數據安全性與數據的可靠傳輸相聯係的快速控製過程，也是進一步的要求。在流程技術這個專門領域，還要保證在本質安全區中通信。對於不太複雜、但用量大的儀表，如開關電器，需要有價廉物美的現場總接口。自動化設備在空間上的延伸需要有合適的長電纜來解決通信問題。此外，製訂出合適的冗餘策略也是十分重要的。就以太網而言，上述要求在很大程度上還沒有得到滿足，雖然也存在著消除通信衝突的解決方案為此，專門規定了恢複功能（Re-coveryfunktion）。但是，以太網在時間上的要求與現場總線解決方案相比並不是首要的。編址的唯一性，網絡分流元件的多樣化和切換技術的提高是對擴展通信網絡和電纜網絡的支持。同下位分網絡的連接是可以實現的。今天的以太網解決方案大多數是基於快速以太網（Fast-Ethernet），以此來實現星形結構。通過這種途徑將以太網變成了IT技術集成的一部分。　　　　　　　　對以太網和各類現場總線特征的探討，使人們認識到，在何種領域內可以充分的利用現有的可能性，以及經濟觀點如何成為兩種解決方案獲得不同應用的原因。顯而易見，這兩種係統可以互補。但從應用觀點來看，目前尚有明顯不同的性能特征，因而相互取代對方是不現實的。　　　　　　　　除了單純的從功能上進行探討外，還必須評價用戶認為可靠的自動化策略和可用的係統與產品的解決方案。在此情況下，工程設計工具、儀器描述語言功能行規具有重要作用。在用以太網實現“現場總線”解決方案時，上述某些儀表功能應轉為以太網下的通信工程。在以太網下傳輸數據文件時，信息技術上的特點是，例如要求開銷很高（100：1）。在采集簡單的I/O-數據時，其後果是傳輸種的一種負擔，而且提高了係統內部的反應時間。可以采用適當的組態原則，引入應變控製傳輸方式，時鍾同步印記和優先數據，以取代等距傳輸。在過渡到以太網上時，每台現場儀表適應係統所需要的部件上（鏈接器或接口）會影響安裝總費用。無論從應用上，還是從經濟上來看，都是如此。　　　　　　　　用戶投入資金是為了實現其以具體的自動化方案為基礎的自動化戰略。實施計劃中雷擊的經驗、經營效益、工程設計和服務都是在投入時要加以考慮的因素。但是，所付出的資金不允許技術上反複無常和迅速變更已被證實為可靠的解決方案。　　　　　　　　對以上各點的分析不難看出，在自動化技術中還存在著黑白分明的不同觀點。這也許會使得用戶和廠商麵臨著必須以巨大的投資來支持新的自動化戰略的任務。這可能並不符合相關市場夥伴的意願。在項目已確定的情況下，評價以太網和現場總線協作可能性的依據，通常是突出這種組合在技術上的合理性和經濟上最為節省。生產廠紛紛采取行動，有的已經提供了建立統一通信的網絡（例如，西門子的PROFIBUS 工業以太網）的部件。 O正在製訂以太網同PROFIBUS組合成為現場總線的方案，而且要保證工程設計的統一性。Fieldbus Foundation（FF）也在奉行相應的策略，提出了HSE項目。　　　　　　　　理論上的考慮，或者首次測試結果都不能忽視這樣一個事實，即為了將以太網帶入現場，必須要有一個由測試合格的適配元件、鏈接器和接口組成的平台。人們從以上情況不難看出，工業自動化通信可能會，或者將要朝著什麼方向發展。但是，不會出現革命性的變化。對於已經進入市場的現場總線而言，人們在短期內不可能期待以太網取代現場總線的事情發生。