从INTERBUS到PROFINET

摘要：
2004年世界著名的工业自动化盛会——汉诺威博览会上，出现了一个全新的形象：在INTERBUS CLUB展位和PROFIBUS用户组织展位中间，有一个拱门，支撑门楣的是INTERBUS和PROFIBUS两根柱子，而门楣是一个叫PROFINET的新技术。随后INTERBUS和PROFIBUS组织共同宣布：两个组织成立了共同工作组，一起研发下一代现场总线——PROFINET。

从1990年到今天，自动化技术已经发生了重大的变化。在这短短的十年里，绝大多数自动化技术或产品的生命周期由原来的超过九年变成为不足七年，从目前的项目投资成本就可以看出这一巨大变化：今天的一个项目，初始投资仅占总体的25%，而大量的规划后续成本和不可预见后续成本已经占到了75%。这么大的变化意味着什么？它意味着从前的“十年一贯制”的传统的规划、设计思路已经远远落后于时代前进的步伐，必须要有面向未来，不断创新的火花迸现，推动着技术前进的步伐。
应该说，在近20年内，发展最为迅速的信息技术已经广泛应用到工业控制领域，它的代表就是现场总线。总线技术事实上是一种工业通讯技术，将传统的点对点连接彻底改变过来，使得当今许多新型的IT成果得以顺利而又迅速地应用到工业控制中。现场总线技术群中，经过时间的磨练，目前为止，INTERBUS是在IEC61158中所规定的标准中仍然富有活力的佼佼者。在全世界INTERBUS的支持厂家目前已经超过600家，而且在汽车、物流等许多领域占领着绝对的市场份额，据统计截至2003年已经有339000套系统，超过4500000个节点。INTERBUS现场总线现在是国际标准IEC61158、欧洲标准EN-50254、德国标准DIN-19258所规定的标准现场总线，而且在今年也已经被批准通过成为中国机械行业JB-10308标准；它采用非常独特的环形组网形式和传输协议，有效数据传输率高达52%，具备强大的故障诊断功能；采用双绞线无中继器传输距离长达12.8公里；两个从站间距最长400米（双绞线）；单主站可连接最多达255个从站；扫描4096I/O点的时间仅为7.8毫秒（500kbps）。那么具备这么多的优点的一种现场总线技术是不是可以不用再发展了？答案显然是否定的，原因很简单：自动化技术的使用者，也就是每一个最终用户永远不会满足于现状。他么需要实现智能分散、机电一体化、标准化的通讯、控制层和其他层面的整合等等，最终实现“随心所欲”的自动化。面对这样的需求，未来的自动化系统向我们提出了更高的要求：I/O数据、参数数据、诊断数据“一线传输”；利用Ethernet通讯（包括HTTP,FTP,NTP,SNMP……）;类似INTERBUS或Profibus V3版特定的同步传输；方便的光缆安装和光纤诊断；自动检测网络结构；即插即用的器件更换；冗余……限于目前科学技术水平的发展，在近几年FLELDBUS+ETHERNET的FIELDNET的体系结构已经被很多行业接受，并且广泛应用，而且成为公认的标准。但是这一切并不能真正满足用户对下一代自动化控制系统的需要。让我们看看最终用户如何看待工业通讯技术的发展。
通过大量的调查和实践得出，自动化系统需要：1、通用的系统平台，在这里，PC无疑是未来的选择；Mcrosoft近乎于标准；而且系统还必须具备无缝的统一垂直管理。2、模块化概念，必须要分布式的系统功能和智能；控制和网络成为单一的单元；体积小减少控制柜尺寸。未来工业通讯系统还需要满足:基于以太网和各种现场总线的无缝、透明的通讯系统、以太网的实施解决方案、分布式自动化的体系结构模型、能够集成各种现场总线的模型、能够集成世界主要的PLC厂家（例如Siemens,Rockwell,Schneider）和面向未来的安全装置。其实，工业控制系统的关键还是在于把所有层面联系起来的工业通讯，未来的工业通讯，对于检测信号要开放、快速、简单、可控、可检；对于风险控制要是集散似的、可测、快速、简单、灵活；对于同步驱动要快速、时间同步、可组态；更重要的是要连接各种不同的应用领域，要有分布式的数据管理和功能性、能够集成不同种类的系统、连接办公室世界和更广阔的世界。所有的这一切要求下一代的现场总线必须面向来自于不同行业的市场要求，而现在的现场总线标准已经制定而且处于稳定的状态。未来的市场要求一个统一的标准，在现今以太网成为标准已经是不争的事实的情况下，众多的以以太网为基础的工业通讯技术中，鱼龙混杂，到底什么才能成为真正下一代面向未来的开放的现场总线标准呢？权威的VDA（德国汽车制造协会）曾经说过：“使用现场总线所获得的经验说明这一件事：生产安装中最好使用成熟的产品而不要将实际应用当成β测试”，“因此我们请你编写基于Ethernet的标准综合方案，只有采用这样的方式，我们才能准确知道更新技术对终端用户可以带来什么样的好处。”一切都必须从保护每一个投资者的利益角度来出发，让我们以这把尺子来衡量一下就不难得出：PROFINET就是所有以太网标准中的最合适的！
PROFINET代表着在INTERBUS和PROFIBUS这两种最为著名的现场总线的后面，诞生了一个全面升级的全新技术。INTERBUS和PROFIBUS的结合应该是世界范围内以太网未来的标准框架，它意味着目前全世界80%的总线应用可以成功向下一代以太网现场总线自然过渡，可以最大限度地完成一个平稳的跨时代的标准转换。
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