工业以太网是概念还是技术?

工业以太网是概念还是技术? —访罗克韦尔自动化公司全球高级副总裁 Kenneth F.Deken先生 2005年5月24日，在嘉里中心，《国内外机电一体化技术》记者针对罗克韦尔自动化推出的EtherNET/IP工业以太网及相关技术问题对罗克韦尔自动化公司全球高级副总裁 Kenneth F.Deken先生进行了专题访谈。 记者：从去年开始有几家公司以工业以太网为专题开展了巡回讲演，通过这几次会议我对技术人员做了分别的访问。现在企业都在问，工业以太网到底是一种概念还是一项技术？自动化媒体对这项技术当然是唱着很高的赞歌，实际上如果说它是一种概念，早在通讯和商业当中采用，也在生活当中被应用。如果说它是一种技术，到目前为止，我想问的第一个问题，它进入到自动化的哪一层？第二，它是否能够从管理层到现场层提供一揽子的解决方案？第三， IT与自动化的溶合今后将如何完善和发展？中国有一句话叫“最好的不见得是最合适的，最合适的才是最好的”。在这里还有一个问题，是否有一套针对于中国自动化市场的EtherNet/IP产品推出？ Kenneth F.Deken：目前来说，自动化的三层从信息层到控制层到设备层，从这三个层次来说，我们最早是从信息层开始，时间大约在1996年到1997年，目前为止差不多上了几十万个节点。到第二层控制层面上，是从ControlNET开始，我们1999年推出Logix平台之后，已经有了几十万个安装的实例了。第三层是设备层DeviceNet，这是比较新的，已经有了超过100万个节点。现在来说，发展最快是基于IP的I/O控制技术，这是我们目前发展最快的一个技术，实施于I/O层，每年我们都有好几万个实施应用的机会。 关于从MES到工厂现场的一揽子解决方案的问题，我们的专长主要是提供这方面的标准软件，我们认为在软件方面可以为客户带来独特的价值。我们在这些方面有非常丰富的应用经验，尤其是和控制系统相关的应用，我们现在提供的软件主要是人机界面的软件、批处理的软件、历史数据的软件、生产数据管理软件等。在此之外我们还给特殊的行业提供专业的解决方案，比如说在汽车行业，在这些行业里我们本身就有比较强的经验和知识。可以把两者的经验结合起来。比如，在大型制药行业中有一个生产标准叫21CFR，我们提供的解决方案可以帮助企业更好地遵从这一行业规范。 关于今后的改进方面，我觉得需要做的最大的工作就是关于集成，我们更多说的是软件方面的集成，怎么把MES和ERP以及与控制现场进行连接，通过EtherNET/IP来提供更好的连接，提供更好的数据自动处理的功能。比如说我们在现场增加设备，我们在人机界面上就可以增加一个数据窗口，而且能够把实时采集的数据，通过EtherNET/IP传递到MES和ERP层面上,这就是ISA S95通讯标准，这个标准是面向对象的，在我们的网络和软件上已经实现了这样的通讯模式。 李：S88是一个批处理标准。S95是ISA的一个通讯标准，是从传感器、网络上数据传送的标准。它是基于面向对象的方法来做传输。 Kenneth F.Deken：除了集成方面，我们觉得安全性也是考虑的一方面，现在越来越多的客户要求我们提供标准化的、灵活的，同时也是安全的方案和系统。这种要求不光是对一些单一控制的系统，也包括多控制的系统。我们要从两方面做，从网络和控制器方面都要提供安全性。尤其是现在有了EtherNET/IP，客户可以直接通过网络进入这个系统，读取数据。他们面临的问题，可能比过去非常封闭的环境出现的安全问题更多一点。 我们也理解到最好的不一定是最合适的，我们也会在推EtherNET/IP的同时，继续推DeviceNET和ControlNET产品，同时我们也是基金会总线（FF）成员。虽然说我们也感觉到单一的EtherNET/IP可以满足所有的要求，因为它使用的是标准的TCP/IP协议，只要基于标准的TCP/IP协议和标准的芯片，都可以加入到EtherNET/IP中，这是它的优势。我们也相信有一些应用环境，可能更适合用FF的或者是DeviceNET，例如在在一些过程仪表的控制方面，FF会是比较好的选择。而DeviceNET更适合于一些小系统、要求低成本节点的系统，而ControlNET则更符合冗余和确定性的I/O控制要求。 所以我们还会继续提供总线的产品，CIP下面的几个网络，包括EtherNET/IP、ControlNET、 DeviceNET、，在它们之间提供的是无缝连接，所以完全可以以一种网络形式体现出来。 李：因为你在以太网上需要“带电”的集线器，而在ControlNET上都是提供“不带电”的连结借口，所以这可能是其中的一个优势。 记者：目前施耐德、西门子等几家大公司都在推工业以太网产品，而且它算是现场总线的延续，以前大家对现场总线的争议非常厉害，现在把现场总线的协议拿过来了，我想以后工业以太网还是争论的热点。现在大家如此关注工业以太网的标准，是出于什么样的考虑？对中国工业以太网的应用前景、增长有什么样的预测？第二个问题，EtherNET/IP跟ProfiNET相比，或者是和施耐德的Modbus TCP相比，最大的优势是体现在什么地方？咱们在这里解决实时性、稳定性、安全性，它提供什么样的解决方案？第三个问题，以太网的产品丰富到何种程度？下一步将采取什么样的策略推广产品？ Kenneth F.Deken：关于工业以太网标准的问题，我想其他所有的公司都是这样认为，中国已经日益成为世界的制造中心，只要有生产的地方肯定有自动化，自动化在这个市场中的重要性越来越突显出来。作为全球主要的自动化设备解决方案的供应商，我们也是深知中国市场的重要性，而且在这个大市场里面，谁都不愿意落后。另外，我们也了解到中国是非常欢迎真正开放和成熟的技术在中国的应用，而我们有信心，EtherNET/IP本身就非常适合中国市场应用，因为它有以下特点，第一个特点是完全开放，它在所有以太网同一层次的总线当中，它是最符合TCP/IP和UDP标准的，在最早开始发展EtherNET/IP标准的时候已经确定了这个目标。 李：第二个特点，在实时和同步控制上，它是基于IEEE1588的标准来实现的，所以不需要特别的芯片就能达到同步的要求，这也是实现运动控制的一个关键要素。第三个特点，因为它的开放性，任何以太网的接口上面都可以做EtherNET/IP的接口。 Kenneth F.Deken：我们的EtherNET/IP还是有很多的优势。从我们自己的角度来讲，第一方面，我们只有一个EtherNET/IP版本，没有EtherNET/IP 1、EtherNET/IP 2的区别，一个版本就能解决所有控制，而不象其他网络，需要不同的版本解决不同的控制要求。 李：据我所知，在运动控制中，别的网络需要用一个特别的版本来实现。 Kenneth F.Deken：EtherNET/IP是基于标准以太网芯片来做，因此并不是只能是罗克韦尔自动化提供的芯片才能实现EtherNET/IP。并不像其他的总线，可能需要一些特殊的芯片，其他供应商提供的芯片是不能用的，这对用户来说是一个限制。 Kenneth F.Deken： 关于实时性方面，我们现在已经可以实现100纳秒这样的通讯速度。 李：我们是用了IEEE1588的技术，实现正负100纳秒的速度，从运动控制角度看，EtherNet/IP比别的网络的表现要好。 Kenneth F.Deken：关于安全方面，我们现在已经通过了SIL3的认证，使得我们可以利用EtherNET/IP协议提供安全方面的解决方案。目前我们已经把安全方面的解决方案用到了DeviceNET层面上，我们将要把安全方案用到EtherNET/IP上去，这是我们下一步要开发的产品，已经在开发过程当中，马上就要推出。 另外，我们使用的CIP Safety的标准，也是和其他公司合作开发和推出的。 李：CIP Safety是由三家公司合作推出的，包括Omron、SICK、以及罗克韦尔自动化，在三层网络上都能实现。在DeviceNET已经实现了，我们已经有了DeviceNET Safety产品, 下一步就要推出EtherNet/IP的产品。 Kenneth F.Deken：讲到EtherNET/IP产品的时候，我们有一个观点，这不应该光是罗克韦尔自动化提供，我们还有很多其他的供应商，都在提供EtherNET/IP的产品。客户可以有更多广泛的选择性，这也是为什么EtherNET/IP通过一个公开的组织ODVA进行推广。从罗克韦尔自动化来说，我们所有的的产品，大部分已经实现了EtherNet/IP连通性，比如说控制器，包括PLC 5, SLC, ControlLogix, CompactLogix，以及PowerFlex变频器家族，还有一些分布式I/O家族，PowerMonitor 3000, 他们都实现了EtherNET/IP连通性。从第三方来说，也在推出EtherNET/IP的产品。像我们的一个很大的客户，通用汽车已经宣布了要到2008年之前，全球所有的工厂都要采用EtherNET/IP作为它的标准，这个前景是很好的。在下一步的推广方面，我们的Rakesh Khanna先生主要是负责亚洲在EtherNET/IP方面的推广活动，他可能会有更多的内容向大家介绍。 Rakesh Khanna：实际上我们这个推广目标是很多的，最主要的目标第一项就是要提升EtherNET/IP在我们用户当中的认知程度，让他们了解EtherNET/IP对他们的应用是非常有效的。所以我们采取一些方法，比如说培训，和客户的应用结合起来，让他们了解EtherNET/IP在实际应用方面的好处。另外我们和各国主管标准的部门合作，帮助宣传，让他们了解EtherNET/IP是真正开放的标准。让他们了解EtherNET/IP用在本国的标准化进程当中，可能对本国的标准化进程有很大的推动。我们也向这些组织提供很多ODVA能够提供的文件、协议，帮助他们把这些协议和文件翻成本国的语言，让他们更好的应用。刚刚Kenneth F.Deken也提到了，我们要和很多EtherNET/IP供应商合作，来提供更多EtherNET/IP方面的产品，在这方面我们也和各国主管标准的机构，和ODVA组织一起来进行推广。 记者：对于工业以太网的竞争局面，当年的现场总线大战，是不是会在中国重演，这对中国的用户将会有什么影响？工业以太网这个概念提