德国国际标准专家Klemm先生

    近年来，随着信息技术的迅速发展，以及工业以太网技术的不断完善，使得当前从事自动化技术的专业人员面临着一个问题：是否刚刚进入中国的现场总线技术将会被以太网技术所代替；是否Ethernet技术就是今后的现场总线的未来呢？在2001年刚刚确定的IEC61158的八种国际标准的现场总线是否会被新的IEC61158的通讯协议所代替。尤其是目前许多国家和企业都将发展工业通讯技术的焦点放在工业以太网上。各个企业和工业控制系统的协会和学会都在研究和开发新的以太网通讯协议，如IDA-Schneider ModbusTCP、ODVA-EthernetIP、PNO-Profinet、EthernetPowerLink.由此看来以太网技术将会带来自动化技术领域中的新的革新，这一事实将是不容置疑的。其原因并不是因为Ethernet-TCP/IP协议的本身已能满足了现场总线通讯的要求，而且由于以太网技术的成熟和普及带来的成本降低和协议的标准化。越来越多的场合采用以太网的技术。TCP/IP的协议已可以在各种计算机操作系统上运行。因此以太网技术进入工业控制领域已成为当今控制系统一个重要的课题。采用Internet的技术将会使目前所谓集中型自动化系统真正成为带有分散型智能化的网络控制。但是，在现场的实际应用中，作为一个现场工程师来讲，应该采用怎么样的以太网协议，现在我们确定一个具有国际标准的以太网通讯协议，是否会重演几年前确定现场总线国际标准的状况。是否又会经过漫长的无限期的争论，最后得到妥协，形成多种协议的新的国际标准呢？特别是新的国际标准与已确定的IEC61158八种现场总线又存在什么关联呢？带着这些问题，本站驻欧洲记者专门采访了德国的标准制定专家Klemm先生。

    Klemm先生是一个经验丰富的制定IEC国际标准的专家，并且是许多德国和国际标准组织的成员，包括IEC SC65C，CENELEC，TC 65CX，DKEK956，DKK K931 ISO TC184 SC％，NAM FB 430以及工业协会ZVEI，OPC和IAONA的重要成员，并担任了DKE工作委员会的副主席。他认为尽管一个国际标准的确定终始滞后于技术的发展，但是它给生产厂商和应用者带来了投资和应用的安全性。这一点在制定IEC61158标准的过程中特别体现出了。经过长期的讨论和协商，终于完成了一个带有多个现场总线系统的总线标准。而今天又出现了越来越多的工业以太网的通讯方案，有些作为现场总线的补充，有些作为现场总线的替代。这样又对今后在工业控制中采用怎样的面向现场的通讯技术出现了怀疑、观望和动摇的现象。

本站驻欧洲记者：在我们想了解您对现场总线和工业以太网国际标准看法之前，希望您能否先介绍一下总线标准的现状。

Klemm:工业数据通讯的国际标准的制定一直由国际电子委员会下属的SC65C Digital Communication委员会来执行。在德国主要由参加国际电子委员会SC65C 组织工作的专家们组成的K956 Fieldbus委员会进行IEC 61158标准的制定工作。2000年，经过15年的研究工作终于发布了以IEC 61158的第2文本为基准的国际标准，在学术界发出了很大的反响。因为这一标准违背了原来一个统一的国际现场总线的本意，而仅仅是将在工业市场上存在的现场总线按部分汇总而成。作为这一国际标准的修改，2003年初出现了IEC61158 的第3文本。委员会同意到2007年保留此文本，不作任何的修改。由于IEC61158包含了不同总线系统的规范，所以这些通讯协议如（INTERBUS，PROFIBUS 等）也自然地被IEC SC65和IEC 61784－1国际标准所采纳。

图1 目前的现场总线标准

本站驻欧洲记者：那么现在标准委员会是怎么看待工业以太网的技术，对于工业以太网的实时技术的标准的制定又有什么方案？

Klemm:实际上制定IEC61158国际标准的时候，除了经典的现场总线之外，工业以太网通讯技术也越来越多地用于在工业数据通讯系统中。因此在IEC61158第3文本中也写入了相关的工业以太网技术。目前国际电子委员会SC65C已经开始制定一个关于“Additional Profiles for ISO/IEC 8802-3 based communication networks in real time applications”的新的IEC61784-2标准。这工作由最近成立的IEC65C/WG11以“Real Time Ethernet”名义来进行。除了上述的进行的工作以外，国际电子委员会也开展了制定用于工业以太网网络连接器的标准工作。这些工作是由IECSC65C专家与其它IEC合作委员会的专家合作制定。因为这个题目与今天的采访无关，我就不再赁述了。

    在IEC61158国际标准中已经存在了Ethernet/IP,FF-HSE(Fieldbus Foundation High Speed Ethernet)和PROFInet的协议规范。并也写在IEC61784-1 的相应规范中。所有三个规范都是建立在IEEE802.x的以太网规范上。当然它不牵涉到以太网的变形，而仅仅是指以太网应用。

图2 未来的现场总线标准

    IEC SC65C/WG11组织对包含在IEC61158和IEC61784-1中带有以太网通讯应用层中缺少的实时能力和相应的定义进行规范。所有国际电子委员会SC65C到目前为止所处理的基于以太网的概念已经或将要由国际用户组织定义,然而到目前为止这种概念仅有少量的应用。所以可以这样认为，这些新的规范的采用将会加快制定国际标准的进程。问题是如何将已存在的面向解决实际项目的定义转换为针对要求的标准化的规范。通常，在这转换过程中会发现一些含义不清的定义。同时在制定标准的过程中也要解决许多细节问题。我个人认为，对于一般的应用场合中，这些基于以太网的方法没有重大的技术问题，不同的意见仅仅是观点的问题。如果你提出一个特别的要求，如要求在通信系统中一个确定的Jitter-时间，如果这个条件没有被满足，那么你可以把这作为问题,缺乏事实来解释。不管怎么样说国际标准的制定将给这一领域的专家们提供更加清晰的定义。

    目前除了已在SC65C 提到的FF-HSE，Ethernet/IP和PROFInet的规范之外，在国际电子委员会SC65C/WG11工作组也对更多的实时以太网的方案进行讨论，这些方案一般都是为某个特殊的应用范围而开发的，整体来讲，还不能满足作为国际标准的要求。

本站驻欧洲记者：Klemm先生，您是否能够进一步对今后国际标准化工作的重点和发展的方向作一介绍。

Klemm:今天IEC SC65/WG11工作组面临着于制定现场总线国际标准时的同样问题，目前工业控制系统应用中存在许多互不兼容的面向项目的以太网解决方案。目前IEC SC65/WG11工作组还将在对新的建议进行讨论。当然现在还不能讲，哪些方案将被采纳，哪些将写入国际标准之中除了当前制定IS现场标准之外，为了能在IEC的范围中发表一些技术规范，IEC提供了其它的手册，比如Industry Technical Agreements(ITAs)和Publily Availabel Specification(PAS)。

    IASs实际上可以由工业界企业们制定，并以IEC的形式发表。PAS简单的讲是一个简单化的具有时间限制的试验性的标准。经过一个固定的时间试行，有可能成为正式的国际标准。从这个思路出发，制定总线国际标准的解决方法，可能在以不同的规范中接收不同的实时以太网方案和寻找更多的以太网解决方案写入一个规范之中的两个方法中进行。根据目前所提供的不同方案的成熟程度，可以想象，IECSC65C/WG11委员会将在经过评估和挑选的过程之后，选择更多的实时以太网方案以及所属的协议和服务规范写入一个PAS文件，并公开发表。与之同时IEC612784-2也进行同样的工作。

本站驻欧洲记者：谢谢您的介绍，最后是否能透露一下大概在什么时间能完成新的国际标准。

Klemm:根据以往的经验，确定的说出完成新的国际标准的时间是很困难的。一个国际标准的制定，一方面这个标准的实现要有助于这一领域中专家之间更好的技术合作，另一方面也必须考虑各个企业的利益以及平衡各方面的要求等等，这需要很长的时间。当然，我本人认为，目前这个委员会的成员都有丰富的经验，整个国际标准制定的过程将会加快。我估计2005年将会发表IEC61784－2的议稿（CDV-committe draft for vote)，2006年的上半年提供PAS文本，这样2007年将会完成IEC 61784-2的国际标准。然后按照PAS的设计思路，不断地对这个文本进行修改，2008年一个完整的全面的工业通信系统的国际标准将会成立。