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中国在高新技术领域的又一次重大突破――EPA入围IEC标准
  • 点击数:2918     发布时间:2004-03-15 11:30:00
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    2004年1月19~22日(当地时间)在法国南部的Paulliac小镇召开了IEC/SC65C/JWG10、WG11、12、13等四个工作组联合大会和工作组会议。中国代表团参加了此次会议,代表团成员有:梅恪(机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、SAC/TC124/SC4秘书长,团长)、冯冬芹(浙江大学、浙大中控)、徐皑冬(中国科学院沈阳自动化所)、王浩(重庆邮电学院,代表王平)。中国代表团的四名专家分别参加了工作组联合大会、WG11和WG13工作组会议,并在会议上取得重大突破,主要成果为:

    1、会议一致通过在2004年11月以前,将包括我国自主开发的工业控制网络协议EPA在内的6种目前非国际标准以太网技术作为IEC的PAS文件出版。

2、EPA成为目前IEC正在制定的国际标准IEC61784-2的9种子集之一,编号为CPF14,在2005年IEC61784-2的CDV投票之前,可将EPA纳入到正式国际标准中。

3、中国代表团在工作组会议上为与会各大总线公司的技术代表做了EPA技术及其安全策略的专题讲座,并回答了专家提问,取得了良好效果,扩大了EPA技术的国际影响。

4、中国专家在WG13会议上所作的安全策略和方法报告得到WG13各位专家的重视,我国专家承担了IEC61784-4的部分标准编写工作。

    5、中国代表团在工作组会议上与我们的合作伙伴达成一致,共同推进RTE(实时以太网)项目的国际标准化工作,为EPA将来的PAS文件投票和纳入正式国际标准打下了良好基础。

 

会议讨论的主要议题有:

1  第一阶段(JWG10、WG11、12、13联合工作会议)

时间:2004年1月20日上午

主持人:SC65C总协调人Tom PHINNEY

会议议题:

1)SC65C工作组调整

2)关于实时以太网协议标准制定的有关说明

3)下次会议安排 

1.1  SC65C工作组调整说明

SC65C主席、加拿大的Tony CAPEL,以及SC65C秘书长、法国施耐德的Bernard DUMORTIER分别就这四个工作组的调整作了说明:这四个工作组是由原来的SC65C/WG1的基础上,进行了重新调整,针对不同的工作内容而重新组建的。

这四个工作组的工作内容和召集人分别为:

* JWG10:Industrial Cabling (Cabling installation issues for industrial premises, 工业环境下的线缆安装)

召集人:RUSSO, Francesco(意大利)

参加该组的中国专家有:冯冬芹、郑旭(机械工业仪器仪表综合技术经济研究所TC124秘书处)

* WG11:Real Time Ethernet(Additional communications profiles for Real-time Ethernet,实时以太网附加通信行规)

召集人:WINKEL, Ludwig(德国,西门子)

参加该组的中国专家有:冯冬芹、梅恪、徐皑冬

* WG12: Communications for function safety (Additional communications profiles for functional safety-Additional communications profiles for using the IEC61158 family of standards in functional safety systems,在功能安全系统中应用IEC61158标准子集的附加通信行规)

召集人:DEMASSIEUX, Valérie(Rockwell法国公司)

参加该组的中国专家有:冯晓升(机械工业仪器仪表综合技术经济研究所TC124主任委员)、王平

* WG13:Cyber security (Additional communications profiles for cyber-security, both for UDP/TCP/IP/Ethernet and for non-TCP protocols,应用UDP/TCP/IP/Ethernet和非TCP协议的计算机安全通信行规)

召集人:PHINNEY, Tom(美国,Honeywell)

参加该组的中国专家有:欧阳劲松(机械工业仪器仪表综合技术经济研究所TC124秘书处)、王平(重庆邮电学院)

这样,SC65C的组织机构就如下图所示:

 

1.2 关于实时以太网协议标准制定的有关说明

SC65C总协调人Tom PHINNEY就这次法国会议之前接收到的几份实时以太网协议提案的处理作了有关说明:

2002年在北京TC65年会期间,SC65C曾作了一项决定:在2007年开始对现场总线国际标准IEC 61158进行修订之前,不再增加新的类型。(注:在IEC61158标准中,目前在市场上比较有生命力的有FF(包括HSE)、Profibus(包括ProfiNet)、ControlNet、Interbus等,而Swiftnet、P-NET、WorldFIP等现场总线在市场上的支持力度比较小,甚至有不再被原来的公司支持的迹象)。

为此,经过SC65C主席、秘书长、协调人及有关工作小组召集人协商,建议对本次会议之前收到的六个新的实时以太网协议提案将以PAS(Publicly Available Specification)规范的形式发布,这些提案包括:中国1个,日本2个,通过IAONA提出的提案有 2个、法国1个。

* 中国的EPA(Ethernet for Plant Automation)

* 德国BECKHOFF公司的EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)

*  日本横河的V-net

*  日本东芝的TCnet

* 欧洲开放网络联合会IAONA的EPL(Ethernet PowerLink)

* 法国施耐德的MODBUS TCP(RTPS)等

PAS文件由各国家标准化委员会向IEC正式提交,IEC收到提案后在2个月内交由各国的国家标准化委员会投票,只需要简单多数票(50%同意)即可获得正式承认。

PAS的有效期为三年(正式发布的IEC标准为五年),三年期限快到时,需重新审核。届时,2007年启动修订IEC61158时,考虑将PAS文件加入到现场总线国际标准IEC61158中,成为新的类型。

1.3 关于四个工作组下次会议安排

2003年8月在西班牙马德里开会期间,中国代表曾向当时的SC65C/WG1发出邀请,希望2004年5月份的会议在中国(北京、杭州或上海)召开。

考虑到EPA制定成国际标准实时以太网类型,需要得到中国国家有关政府部门的大力支持,为此我们提出将2004年5月10~14日的工作会议安排在北京召开,以便届时中国政府有关人员与SC65C有关人员的沟通,会议联系人为TC124的冯晓升、梅恪。

 

 

2  第二阶段(工作组会议)

2.1 WG11工作组会议

时间:2004年1月20日下午~22日上午

主持人:WG11工作组召集人 WINKEL, Ludwig(德国,西门子)

会议议题:

1)实时以太网提案报告

2)实时以太网行规IEC61784-2起草有关事宜

3)IEC61784-2标准起草工作计划与安排

2.1.1 实时以太网提案报告

根据事先安排的会议程序,由相关人员就实时以太网提案分别作了报告:

(1) 德国BECKHOFF公司的EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)

(2) 中国的EPA(Ethernet for Plant Automation)

(3) 日本横河的V-net

(4) 日本东芝的TCnet

(5) 欧洲开放网络联合会IAONA的EPL(Ethernet PowerLink)

(6) 法国施耐德的MODBUS TCP(RTPS)

(7) Rockwell的Ethernet/IP

(8) Phoenix Contact公司的Interbus/TCP

(9) 西门子公司的ProfiNet

报告后,报告人还回答了工作组成员的提问,归纳起来,提出来的问题主要集中在以下几个方面:

(1) 通常所说的实时性,其实时性指标到底是怎么样的,如循环时间、响应时间、时间同步是否基于IEEE1588,同步(抖动,jitter)精度如何等等。

(2) 实时以太网应用分类,按实时性要求不同,如何进行分类,各类应用的实时性指标又如何,如企业管理级、过程监控级、过程现场级、运动控制等,提案的应用定位在第几类。

(3) 实际应用如何,产品开发得怎么样。

2.1.2 实时以太网标准起草

接着,工作组开始讨论实时以太网应用行规IEC61784-2标准起草中的一些问题。讨论中,围绕实时以太网标准最初的提案65C_306e_NP以及各国所提的技术问题汇总65C_314A_RVN_Rel01,展开了讨论。

问题最后集中到:

(1) 实时以太网应用的分类,即如何针对不同的实时要求,对实时以太网应用领域进行分类,规定各种类型的实时指标。

(2) IEC61784-2标准中包含几种类型的实时以太网行规,包不包含未来的实时以太网PAS规范。

经过讨论,决定实时以太网应用的分类由日本横河公司的Hoshi在其提案的基础上进行整理,将实时以太网应用类型分为Class 1, Class 2,……。

IEC61784-2标准中将针对以下类型起草实时以太网应用行规(类型1~9针对IEC61158中规定的现场总线在实时以太网应用中的行规,类型10~15针对将要发布的PAS规范的实时以太网应用行规,CPF即Common Profile Family)

IEC61784-2的总目标如下:

(1) Scope

(2) Normative and references

(3) Terms and definitions

(4) Conformance to communication profiles

(5) Overview and classification

(6) Communication Profile Family 2   (ControlNet)

(7) Profile for CPF 3 (Profibus, ProfiNet)

(8) Profile for CPF 6 (Interbus)

(9) Profile for CPF 10 (VNET/IP)

(10) Profile for CPF 11 (TCNET)

(11) Profile for CPF 12 (EtherCAT)

(12) Profile for CPF 13 (EPL)

(13) Profile for CPF 14 (EPA)

(14) Profile for CPF 15 (Modbus)

每种实时以太网协议中,将针对每种应用类型编写应用行规,即在每个CPF中,将编写以下内容:

* Profiles for RTE Class 1

* Profiles for RTE Class 2

* ……

(注:由于1月20日的四个工作组联合会议上,已明确将各个实时以太网提案做成PAS规范,我们会前与WG11的召集人即德国西门子WINKEL, Ludwig进行了沟通,他表示这次实时以太网IEC61784-2标准中不准备考虑IEC61158规定的现场总线以外的实时以太网提案。

我们认为,EPA做成IEC PAS规范,是由于IEC TC65决定在2007年以前不再在IEC61158标准中增加新的现场总线类型的结果,所以目前只作为IEC发布的PAS。但我们目前还是希望EPA能够成为IEC61784-2标准定义的实时以太网类型(或Common Profile Family之一)。

另外,EPA加入到实时以太网标准是中国政府(中国科技部、国家标准化管理委员会、全国工业过程测量与控制标准化技术委员会等)以及中国自动化与仪器仪表企业、用户等极力支持的一件大事,如果在IEC61784-2实时以太网标准中不考虑EPA,我们将非常失望;因此,全国工业过程测量和控制标准化技术委员会曾多次在不同场合与SC65C主席、秘书长、总协调人等表示了将EPA纳入正式国际标准的强烈意愿和态度。

在本次会议上,中国代表团与SC65C秘书长、法国施耐德的Bernard DUMORTIER以及德国BECKHOFF公司、日本横河、IAONA(开放网络联合会)等有关组织和国家的专家进行了深入的交流,一方面希望能够在实时以太网技术开发与应用方面展开合作,另一方面希望在标准化工作上相互支持。

2.1.3 下一步工作计划

实时以太网工作组WG11未来的工作计划如下:

(1) 第二次会议:2004年5月10~14日,北京:讨论起草IEC61784-2的草案CD(Draft Document)。

(2) 第三次会议:2004年10月份的美国ISA展

览会EXPO之后的一周,休斯顿,目标是完成CD

稿。

(3) 第四次会议:2005年1月底2月初,意大利。

(4) 第五次会议:2005年5月9~11日,加拿大,渥太华,向SC65C提CDV(提交投票的标准草案)。

争取在2007年1月份向IEC提交FDIS文件,2007年8月份形成最终的国际标准。

2.2 WG13会议(1月21日)

2.2.1 WG13成员自我介绍,并介绍自己感兴趣的研究方向

出席WG13会员包括:

Tom PHINNEY, Honeywell, 会议召集人 (美国)

Jean-Michel BRUN, Schneider, 专家 (法国)

Wolfgang EHRENBERGER, Fachhochschule Fulda, 专家 (德国)

Axel GRUNER, Siemens, 专家 (德国)

Dennis HOLSTEIN, Opus Publishing, 专家(美国)

Thomas MüLLER, Zurich University of Applied Sciences, Winterthur, 专家(瑞士)

王平, 重庆邮电学院, 专家(中国)

Tony CAPEL, Comgate Engineering, IEC/SC65C主席、观察员 (加拿大)

2.2.2 工作组议程

* 讨论工作组产生最终文档的类型,是TR(技术报告)、TS(技术规范)、还是IS(国际标准),并介绍了PAS工作过程的情况。

* 由王浩博士(重庆邮电学院, 中国)做《工业控制网络安全系统的通用技术条件》的报告,并回答提问。

问题1:和IPsec的区别

问题2:所采用的加密算法

* 由Axel GRUNER做《Security requirements for automation networks》的报告,并回答提问。

* 由Dennis HOLSTEIN做《Proposal to TC/SC65C WG13 for Cyber Security Goals》的报告,并回答提问。

* 对65C/317/RVN的意见中关于security的问题进行了解答,并同WG12成员一起讨论security和safe的相关问题。

* 由Thomas MüLLER做《Cyber Security work at ZHW》的报告,并回答提问。

* Wolfgang EHRENBERGER介绍ISO/IEC中工作组可以参考的一些标准,主要是ISO/IEC 17799和ISO/IEC15408。

(1) 全相关的协议和标准的介绍,主要包括:

IEC/SC 65A/MT 12 & MT 13

IEC/TC 57/WG 15

ISA SP99

AGA 12, cyber-security for SCADA and other automation systems

NIST PCSRF industrial protection profiles

(2) 讨论如何开展工作:

―每个成员分配工作任务

―每个成员提供可能参考使用的文档

―每个成员都应负责分配的文档和相关需求分析摘要

2.2.3 下一步工作计划

(1) 工作分配

―从这次会议开始,列出所需参考的文档列表; (PHINNEY负责)

―提出一个对所定义安全问题的初始参考模型和接口; (HOLSTEIN负责,中国王浩博士将参加该项工作)

―从其他相关领域查阅PPs的实用性;(EHRENBERGER, GRUNER负责)

―评阅成员所做的报告和所提供的文档,确定以后的工作方向;

* EHRENBERGER 负责非传输方面

* GRUNER, MüLLER, PHINNEY 负责传输方面

* BRUN和王平负责访问权限和授权的工作

(2) 工作组最终决定将工作成果作为IS(国际标准)来提交。

如果需要国家委员会投票的,就暂形成TS(技术规范)。工作组在下次北京的会议将讨论所期望的最终的文档类型和第一版TR(技术报告)的时间表。

(3) 这次会议后工作组将和NIST PCSRF 主席 Keith STAUUFER先生,前任主席Al WAVERING先生联系,讨论参考PCSRF的PPs的可能性。具体由Dennis HOLSTEIN先生和Tom PHINNEY先生负责联系。

(4) 工作组在下次北京的会议决定第一版CD的日期。

(5) 要求提交给工作组会议讨论的文档应该在会议前30天分发,或更早。

 

3  第三阶段(JWG10、WG11、12、13联合工作结束会议)

时间:2004年1月22日下午

主持人:SC65C总协调人Tom PHINNEY

会议议题: 各工作组会议纪要总结

JWG10、WG11、12、13的召集人分别就两天半的小组工作会议情况作了说明。

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