2004年10月19日至20日,中国工业以太网发展论坛暨全国第一届工业以太网技术发展与应用研讨会(IEHF2004)在京召开。借此机会,本站记者采访了西门子自动化与驱动集团工业通信全球地区总经理贺日安和德国菲尼克斯电气集团自动化总裁Martin Müller,畅谈工业以太网的过去、现在与未来。
■ 采访贺日安先生
控制网:西门子是何时开始关注工业以太网的,当时关注的原因和重点是什么?现在又有哪些变化呢?
答:早在1985年西门子公司就开始关注工业以太网,当时在工业领域里它还叫SINEC H1。与以往的网络相比,以太网使控制器(PLC,DCS,PC)间的通讯变得更有效,更易于使用。至今为止西门子已经安装了近80万个工业以太网节点,并将以太网确定为自动化领域中控制器与上位管理层间大量数据传输的可靠网络。今天,以太网已众人皆知,并以它80%的占有率成为局域网(LAN)的领先者。关键在于今天的网络协议使模块化的机器制造和控制器彼此之间,控制层器与执行层器之间的相互操作得以推广。不断完善的实时控制和无线局域网是进一步的核心话题,它激发我们在经济的自动化结构方面产生全新的构想。
控制网:您认为PROFINET的优势表现在哪些方面?
答:工业以太网逐渐从管理层扩展到执行层,它为执行层的设备进入IT领域开辟了畅通之路。另一方面,也使自动化系统中的管理层更容易获取到执行层的信息。为此对未来的自动化结构提供了全新的可能性。新的工业以太网对执行层的使用和开发将在短期内给自动化结构带来巨变。依据我们多年来在工业以太网方面的经验和经过千锤百炼的世界先进的现场总线―PROFIBUS的技术知识,我们与PROFIBUS使用者协会(PNO)共同定义了在工业以太网基础上全面的自动化标准PROFINET。PROFINET既适用于工厂自动化,又同样适于过程自动化,并内含了所有先进的自动化技术的要求。
控制网:工业以太网技术和产品的成熟、推广普及能给最终客户带来哪些好处?
答:现有的现场总线已逐渐在数据量、连接性和开放性三方面接近颠峰。最终用户希望有一个贯通的世界,可将具有IT功能的现场设备与维护系统相联接,以便直接介入维修和服务系统中。工业以太网不仅为现场设备进入管理层的IT领域开辟了道路,而且还为组态和服务创造了全新的可能性。具有网络性能可选择功能的PROFINET提供了贯通的通信,也可以通过PROXY方案接入现有的现场总线,如PROFIBUS,并且借助于分布式自动化系统使得建立一个全新的自动化结构成为可能。从单个模块技术的组态和运行,以及通过无缝连接进入MES和ERP系统,最终达到轻松的服务,甚至在各个公司间的服务,PROFINET可帮助最终用户节省费用,提高设备的使用性和有效性。这个先进技术的推广将使客户的大大超前,以此帮助他们处于市场中的领先地位。
控制网:工业以太网的近期发展如何?贵公司在2005年会有哪些举措?
答:一提到自动化领域中的工业以太网,常常留给人们这样一个印象:这是一个全新的改革性话题。20年来工业以太网在自动化领域中的使用经验证明这个技术已有了很高的认知度。工业以太网的基本想法是,使用现有的以太网标准,对工业通信进行必要性和效益性细节的补充。因此,多年来衍生出了应用于工厂和过程控制中特殊情况的产品。所有这些经验已被融入于PROFINET中。到目前为止,第一台应用PROFINET制造的设备仍在最终用户的高度满意中运行着,并将一直持续下去。可应用于PROFINET的产品数量在稳步增长,广泛推广使用PROFINET系统已不会有任何阻碍。2005年年中我们将应用等时实时技术通过工业以太网来解决高要求的控制任务。
控制网:最终用户是否对工业以太网很关注?他们的态度如何?
答:在一个设备中单个控制器间没有通讯,不可能谈论现代自动化技术。一个基于贯通的工业以太网的通讯,其优势已被绝大多数使用者熟知。在专业报刊、杂志和各种座谈会上也可以看出他们浓厚的兴趣。民意调查表明,半数以上的使用者将选择使用以太网,厂商们也同样被要求采纳最新技术,并生产出相关产品。与2003年相比,2004年在SPS/IPC/DRIVES展览会上展出的PROFINET产品将会成倍增长,我们可以预测,这种增长速度只会有增无减。
控制网:通过今年的汉诺威工业展会,INTERBUS CLUB官方声称他们将与PNO组织合作并共同推广PROFINET。您能告诉我们,基于什么原因,贵公司采取此行动?贵公司将来在什么方面操作此合作?依您看,这次合作将给工业以太网标准竞争带来什么样的影响?
答:PROFINET不仅定义了一个工业以太网的新协议,而且还建立了一个全面的标准。它符合所有将以太网投入工业领域使用的要求,并提供了全部自动化应用的解决方案。PROFINET这个来自PI(PROFIBUS国际协会)的开放的工业以太网标准使现有的工业现场总线之间的互联成为可能,从而保护了总线使用者已投入的上百万的资产。这使得系统的选择更加简单,同时更多的公司也会提供全系列的仪器设备。我们对INTERBUS CLUB决定使用以统一的以太网为基础的系统表示祝贺。这是一个典型的双赢方案,只会给所有参与者带来好处,特别是使最终用户获得利润。如果有更多的公司或组织有勇气作出同样的决定,我们将会很高兴,并且为他们在提供PROFINET产品的进程中给予大力支持。
控制网:请您为我们描绘一下,到2008年,即未来三年,工业以太网技术及应用会是怎样的?
答:在可预计的将来,PROFINET必将续写PROFIBUS的成功故事。不仅为具备多项优势的工业以太网建立坚实的使用基础,而且为在工业自动化领域中引导全新的未来技术潮流奠定了基石。西门子应用CBA(基于组件技术的自动化)在模块化自动化领域中做出了第一步。等时模式通讯即将把驱动技术中的机械主轴同步技术送入博物馆。工业无线局域网络把使用者从电缆联线中解脱出来。借助SCALANE W ACCESS POINT的数据率预留功能,我们甚至可以将对时间要求很严格的周期性生产通讯转移到工业无线局域网中。对于所有集成了SNMP的网络用户,优化的网络管理成为可能。并且,触手可及的安全模块SCALANCE S允许对整个设备或部分设备进行非法进入保护。我坚信,我们使用PROFINET创立了一个全面的自动化标准,它真正涵盖了所有的自动化控制的重要性,并将开创未来的自动化控制世界。
■采访Martin M üller先生
控制网:菲尼克斯电气是何时开始关注工业以太网的,当时关注的原因和重点是什么?现在又有哪些变化呢?
答:菲尼克斯电气早在1997年就已经介入到工业以太网领域。当时研究的目标是在办公自动化领域寻找一种能应用在未来的自动化解决方案中的标准。这一点现在已经是显而易见的,除PC技术外,工业以太网将在工业自动化解决方案的通信中大有作为。根据这些研究结果,工业以太网的基础器件(如路由器、交换器)的开发开始于1998年。这些组件作为产品在2000年的汉诺威展会被发布。随之而来的,开发重点转移到了基于以太网的分布式自动化和实时系统的开发。2004年,我们看到第一个基于PROFINET的原型向外界正式发布。
控制网:菲尼克斯电气2004年在工业以太网方面的投入情况是怎样的?特别是人员及财力方面,近三年的投入增长率是多少?预计2005年情况又会如何呢?
答:目前,菲尼克斯电气约有20%的开发资源投入到以太网技术的开发。现在正在开发的主要项目包括PROFINET的协议栈、以太网基础器件的软硬件结合,例如VLAN或IGMP snooping,以及用于以太网的铜质电缆和光纤工业连接技术。菲尼克斯电气基于工业以太网架构设计了一系列产品,这些设备在2000年被首次推向市场,现年销售额增长率已超过60%,而且预计2005年仍将保持这一增长率。
控制网:除中国以外的其他地区,如欧美、日本等国家和地区,那里的厂商也对工业以太网很关注吗?那里的最终用户对工业以太网的态度或境况如何?您认为哪些领域最适合应用此技术和产品,能否举个例子?
答:当前以太网在工业自动化解决方案中的应用是全球关注的问题。特别值得一提的是,在欧洲,PROFINET标准优势凸现,其已得到包括西门子在内的超过500个制造商的支持。此技术也得到了最终用户的普遍认可。最近,四家领先的德国汽车制造商(奥迪、宝马、克莱斯勒和大众)决定在未来的自动化解决方案中使用PROFINET。这是向以太网标准的标准化迈进的重要一步,因为它们联合的决定不仅给最终用户传递一个清楚的信号,也给汽车工业中的自动化器件厂商和设备、系统的供应商带来了只需支持一个标准的保证。
PROFINET覆盖工业通信解决方案的所有方面,从用于分布式I/O设备连接的PROFINET IO,到用于分布式自动控制的PROFINET CBA,到用于高端运动控制解决方案的PROFINET IRT。另外,PROFINET能通过标准的代理服务器与现有的现场总线系统很容易地集成。
在应用方面,比如在汽车制造业的车身工厂,PROFINET机器人和高技术控制器(如焊接控制器)通过PLC联网。诸如菲尼克斯电气Rugged Line的I/O系统由代理服务器被集成进此系统,从而建立了基于PROFINET和INTERBUS的完全无缝的自动化系统。
控制网:工业以太网技术和产品的成熟、推广普及能给最终客户带来哪些好处?
答:在基于现场总线系统和智能系统的现代自动化解决方案,通常有几个通信接口,如为集成入控制网络的现场总线接口和为编程和下载程序的以太网接口。将来,使用以太网的系统只需要一个接口,因为Ethernet/PROFINET可以用来传输过程数据和任意数据,如程序也是通过相同的媒介。另外,以太网提供智能设备维护页面的选择权,使工作人员能通过标准的页面来完成调整参数、操作和监测。这为未来的自动化解决方案提供了可观的潜在的节约。
控制网:目前阻碍工业以太网广泛应用的主要因素有哪些?您估计需要多长的时间,可以彻底解决所有瓶颈问题?
答:除标准以太网的实时性外,还有几点与以太网的应用相关,特别是工业连接技术和在安全性方面要求更高。以太网的应用增加了自动化解决方案被病毒、蠕虫甚至黑客攻击的风险。以太网在工业中的应用必须与适当的安全解决方案合为一体。自动化供应商目前正开发这一解决方案,预计在2005年将会实现。
控制网:从让客户开始认知工业以太网,到使其转变态度、实际购买消费工业以太网产品,您认为对于厂商来说哪个环节最难?贵公司有什么相应的营销及战略措施?
答:在现在的公司中,电气规划主管往往决定现场总线系统的使用。然而,以太网因为涉及其它问题,如安全(传统上这是IT部门的责任),使其在自动化系统的应用面临新的挑战。关于自动化供应商,像菲尼克斯电气,这意味不仅要考虑客户的自动化专业人员的要求,也要考虑他们的IT部门。一些重点,如安全或与基础组件(如CISCO公司产品)的兼容性,是需要特别关注的。
控制网:通过今年的汉诺威工业展会,INTERBUS CLUB官方声称他们将与PNO组织合作并共同推广PROFINET。您能告诉我们,基于什么原因,贵公司采取此行动?贵公司将来在什么方面操作此合作?依您看,这次合作将给工业以太网标准竞争带来什么样的影响?
答:INTERBUS CLUB和菲尼克斯电气采用PROFINET作为未来以太网标准的决定是基于五项原则:
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