工業(yè)以太網(wǎng):工控與IT的對(duì)話
——— 專訪北京金遠(yuǎn)見(jiàn)電腦技術(shù)有限公司行銷(xiāo)二部經(jīng)理梁文奎先生
2004/7/14 1:46:00
隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展,IT與工控,正在不斷地走向融合。我們既能看到出身于IT的工業(yè)PC在工控領(lǐng)域方興未艾,也能看到工控技術(shù)正在傳統(tǒng)IT的應(yīng)用領(lǐng)域成為市場(chǎng)新寵?!肮芸匾惑w化”則更直接地將這兩個(gè)原本不同的技術(shù)門(mén)類集于一身,成為企業(yè)信息化的重要組成部分。與此相應(yīng),IT企業(yè)涉足工控成為業(yè)內(nèi)新景,如聯(lián)想工控、北京金遠(yuǎn)見(jiàn)。
曾以“文曲星”叱咤消費(fèi)類電子市場(chǎng)的金遠(yuǎn)見(jiàn),年初推出了其工業(yè)以太網(wǎng)解決方案——Gport系列設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,成為直接向工控輸入IT技術(shù)的企業(yè)代表。因此,中國(guó)工控網(wǎng)專訪金遠(yuǎn)見(jiàn)負(fù)責(zé)工控產(chǎn)品的行銷(xiāo)二部經(jīng)理梁文奎先生,就頗有工控與IT對(duì)話的意味;而工業(yè)以太網(wǎng),既是IT技術(shù)在工控領(lǐng)域應(yīng)用的新典范,更是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與管理層“對(duì)話”的新方案。
中國(guó)工控網(wǎng):我國(guó)在十五期間明確了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的發(fā)展思路,在技術(shù)應(yīng)用上,這種政策導(dǎo)向直接加快了IT技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域的滲透,如基于PC的技術(shù)、嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)等。金遠(yuǎn)見(jiàn)出身于IT,并在民用消費(fèi)類電子產(chǎn)品中取得過(guò)不俗成績(jī),請(qǐng)問(wèn)促使金遠(yuǎn)見(jiàn)躋身于工控領(lǐng)域的除了政策驅(qū)使,是否有其它原因?
梁先生:金遠(yuǎn)見(jiàn)躋身于工控領(lǐng)域除了順應(yīng)“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的潮流外,還和金遠(yuǎn)見(jiàn)公司的自身情況有關(guān)。確切的講,對(duì)于嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)領(lǐng)域,金遠(yuǎn)見(jiàn)并不是剛剛涉足而是早有投入,早在1993年金遠(yuǎn)見(jiàn)就推出了中國(guó)地區(qū)第一臺(tái)終端通信服務(wù)器,至今已累計(jì)10,000臺(tái)以上的出貨量,廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)金融、電信等領(lǐng)域;除民用消費(fèi)品外,網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)產(chǎn)品一直是金遠(yuǎn)見(jiàn)的另一個(gè)產(chǎn)品系列,只是和光芒四射的文曲星相比,較少被媒體報(bào)道關(guān)注;90年代初期Linux開(kāi)源操作系統(tǒng)得到蓬勃發(fā)展,1999年,金遠(yuǎn)見(jiàn)公司結(jié)合開(kāi)源的 Linux 操作系統(tǒng) 跟 自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的 RISC芯片去做產(chǎn)品,形成的產(chǎn)品線主要有兩大產(chǎn)品線,一個(gè)是手持移動(dòng)終端,另一個(gè)就是網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品線;手持終端可運(yùn)用于物流、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域,加上無(wú)線局域網(wǎng)連接,形成強(qiáng)而有力的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端;整個(gè)平臺(tái)的搭建大概是從五年前開(kāi)始做的,陸陸續(xù)續(xù)兩年前已成功推出了幾款以此為架構(gòu)的產(chǎn)品。正是循著這樣的產(chǎn)品發(fā)展思路,今年上半年金遠(yuǎn)見(jiàn)推出了將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和嵌入式技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品-Gport系列設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,這款產(chǎn)品不但可以支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)膽?yīng)用方式,更結(jié)合了Linux的特性,提供用戶二次開(kāi)發(fā)的能力,用戶可使用的空間達(dá)3M之多,這是傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)做不到的。
中國(guó)工控網(wǎng):金遠(yuǎn)見(jiàn)進(jìn)入工控選擇的產(chǎn)品是聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,這說(shuō)明金遠(yuǎn)見(jiàn)看好工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。請(qǐng)問(wèn),以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中越來(lái)越受到追捧的前提優(yōu)勢(shì)是什么?
梁先生:以太網(wǎng)技術(shù)之所以在工控領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注(先不說(shuō)追捧),確實(shí)有其優(yōu)勢(shì)存在。首先最大的優(yōu)勢(shì)在于它的開(kāi)放性,這在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連的需求出現(xiàn)時(shí)會(huì)顯得尤為重要;再一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于以太網(wǎng)已是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù),組網(wǎng)成本低廉;第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是高帶寬,F(xiàn)CS現(xiàn)場(chǎng)總線一般傳輸速率為幾十Kbit∕s至1-2Mbit∕S,以太網(wǎng)的最低帶寬為10Mbit/s,今天100Mbit/s和千兆快速交換機(jī)已非常成熟了,萬(wàn)兆快速交換機(jī)也已經(jīng)問(wèn)世和運(yùn)用了。
一項(xiàng)技術(shù)的推廣普及,它能否成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),一些制約因素是必須要考慮的,例如:用戶對(duì)它的熟悉程度,這在很大程度上會(huì)決定用戶是否會(huì)選用它;技術(shù)本身和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成熟度,即用戶是否能以較低廉的成本獲取到,是否“玩得起”;技術(shù)規(guī)格的開(kāi)放程度,開(kāi)放的技術(shù)會(huì)有更多的廠商投入,這也會(huì)加速市場(chǎng)的成熟;當(dāng)然還有一條很重要的就是業(yè)內(nèi)重量級(jí)廠商的支持。綜合看以上幾項(xiàng),以太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)無(wú)疑是最具“明星”潛質(zhì)的,這就是我們之所以看好它的原因。
中國(guó)工控網(wǎng):技術(shù)上的先進(jìn)不是其成功應(yīng)用的充分條件,其中一個(gè)重要的考量就是成本,即該技術(shù)能否有效地兼容原來(lái)的技術(shù),能否充分地利用原有設(shè)備的投資。出身于商用的工業(yè)以太網(wǎng)在工控領(lǐng)域的應(yīng)用如何解決以上問(wèn)題?
梁先生:談到成本,一般會(huì)有兩個(gè)方面的考量,即:構(gòu)建成本和運(yùn)營(yíng)成本。前面已經(jīng)談到,由于以太網(wǎng)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成熟度很高,構(gòu)建成本不會(huì)有問(wèn)題。但一項(xiàng)新的技術(shù)手段,也包括成熟的技術(shù)運(yùn)用于新的領(lǐng)域,必須考慮和原有技術(shù)的兼容。對(duì)以太網(wǎng)應(yīng)用于工控而言,串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的出現(xiàn)就是解決兼容性的一種手段,國(guó)內(nèi)在過(guò)去十幾年有非常多的人用單芯片象8051這樣的東西去做傳感器、控制器和做各方面的應(yīng)用。8051是一個(gè)八位數(shù)的芯片,基于這樣的技術(shù)方案做出來(lái)的設(shè)備非常多,這樣的設(shè)備不容易連上以太網(wǎng),但它一定有串口;我們要如何把這樣的單片機(jī)設(shè)備整合到以太的環(huán)境中去?這是我們今后的發(fā)展重點(diǎn),也是基于國(guó)內(nèi)有這么多人對(duì)8051這種單芯片機(jī)這么熟悉,基于這個(gè)芯片產(chǎn)生這么多設(shè)備,他們都需要聯(lián)網(wǎng)。在智能樓宇中,比如門(mén)禁的傳感設(shè)備,有太多類似的控制設(shè)備都需要被IP化,但是把它一步到位統(tǒng)統(tǒng)IP化是不容易的,這就需要一個(gè)過(guò)渡。該怎樣去解決?這就需要如 Gport104這樣的設(shè)備來(lái)做整合。為了進(jìn)一步解決系統(tǒng)運(yùn)行軟件的兼容性問(wèn)題,我們還在Gport串口服務(wù)器上提供了適應(yīng)各種操作系統(tǒng)的實(shí)端口模式,使用戶的系統(tǒng)可以平滑過(guò)渡。
中國(guó)工控網(wǎng):解決了以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中應(yīng)用的成本問(wèn)題,我們?cè)賮?lái)看看技術(shù)本身的問(wèn)題,工業(yè)控制的要求和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境與商用辦公的要求和環(huán)境相去甚遠(yuǎn),具體地說(shuō),以太網(wǎng)如何加強(qiáng)其實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和安全性以滿足工業(yè)控制的要求?
梁先生:在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以與交換機(jī)端口采用全雙工通信線路,交換機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了多對(duì)端口之間的并行交換,這樣,徹底擺脫了CSMA/CD的限制,提高了信息傳遞的確定性和實(shí)時(shí)性。交換式以太網(wǎng)具有傳輸帶寬高、網(wǎng)絡(luò)容量大、組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),還支持虛擬網(wǎng)絡(luò),從而降低組網(wǎng)成本并提高了組網(wǎng)的靈活性。另外,以太網(wǎng)電纜由早期的粗同軸電纜發(fā)展到現(xiàn)在的雙絞線和光纜,大大提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和抗干擾的能力,同時(shí)成本也大大降低了。為解決穩(wěn)定性問(wèn)題,現(xiàn)在不少的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)廠家都在研究冗余自愈等相關(guān)技術(shù),現(xiàn)在看到的系統(tǒng)冗余倒換時(shí)間已可控制在300ms以內(nèi),有的甚至更短。相信,隨著以太網(wǎng)交換技術(shù)、冗余自愈技術(shù)、抗干擾技術(shù)的發(fā)展,它會(huì)成為一種更適用于工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)。
中國(guó)工控網(wǎng):現(xiàn)場(chǎng)總線是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的專用而成熟的解決方案,您認(rèn)為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),是工業(yè)以太網(wǎng)向下延伸取代現(xiàn)場(chǎng)總線,還是現(xiàn)場(chǎng)總線向上集成到工業(yè)以太網(wǎng)?這兩種聯(lián)網(wǎng)方案的特點(diǎn)是什么?
梁先生:現(xiàn)場(chǎng)總線是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層通信而設(shè)計(jì)的,是為自動(dòng)化控制量身定做的技術(shù),而以太網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷是辦公網(wǎng),用于數(shù)據(jù)的交換、共享,從本質(zhì)上講,這是兩種為不同應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的不同風(fēng)格的技術(shù)。近年來(lái),由于人們對(duì)開(kāi)放性平臺(tái)的追求,也由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)遲遲無(wú)法統(tǒng)一,使大家開(kāi)始嘗試將標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)控制的領(lǐng)域。
現(xiàn)在,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最大問(wèn)題是沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)歷時(shí)12年,于2000年1月才正式公布了IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線全部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),由于妥協(xié)了各大公司的既得利益,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,在此標(biāo)準(zhǔn)中容納了8種互不兼容的通信協(xié)議。其開(kāi)放性全分散控制等仍存在許多問(wèn)題,有許多廠商不提供真正的開(kāi)放平臺(tái),控制器之間的垂直和水平通信非常困難,所有控制器是“孤島”,獨(dú)立于INTERNET之外,無(wú)法集成。這種現(xiàn)象在以太網(wǎng)發(fā)展的初期也同樣出現(xiàn)過(guò),大家并不是一開(kāi)始就統(tǒng)一到TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)上,Toking Ring、Netware等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也曾風(fēng)行一時(shí),是INTERNET的發(fā)展促使人們認(rèn)識(shí)到要想信息共享,必須要有一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
我們認(rèn)為,在一段時(shí)間之內(nèi),這兩種技術(shù)會(huì)共存共容,分別在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用,慢慢地他們會(huì)互相融合,也許最終會(huì)形成一種統(tǒng)一的新網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),滿足人們一網(wǎng)到底的愿望。
中國(guó)工控網(wǎng):工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)是不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì),您看到的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用障礙和趨勢(shì)如何?
梁先生:如前文所述,隨著以太網(wǎng)技術(shù)本身的進(jìn)步,交換式以太網(wǎng)已徹底擺脫了CSMA/CD的限制,提高了信息傳遞的確定性和實(shí)時(shí)性,加上控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的技巧,使以太網(wǎng)作為現(xiàn)場(chǎng)總線的具體應(yīng)用已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域被逐步接受。
在工控中被強(qiáng)調(diào)最多的是實(shí)時(shí)性,其實(shí),不同的應(yīng)用對(duì)時(shí)間反應(yīng)的要求也是不一樣的,也就是說(shuō),這個(gè)“實(shí)時(shí)”是很有彈性的。比如,門(mén)禁系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的反應(yīng)在幾百毫秒的級(jí)別是可以被接受的,空調(diào)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的要求會(huì)更低,而有些系統(tǒng)則必須要求幾十毫秒甚至幾毫秒的時(shí)間響應(yīng)。在這方面,以太網(wǎng)技術(shù)既有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì),優(yōu)勢(shì)在于它的傳輸帶寬,現(xiàn)在百兆、千兆網(wǎng)已是很成熟的技術(shù),而劣勢(shì)在于標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的分層架構(gòu),每層都有自己的協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)。所以,以太網(wǎng)技術(shù)在一些對(duì)時(shí)間反應(yīng)不是非常敏感的場(chǎng)合已開(kāi)始部署應(yīng)用,而其本身也還有可以不斷完善改進(jìn)之處,這種技術(shù)在工控領(lǐng)域正逐步被人們接受和認(rèn)可。
由于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入工控的時(shí)間不長(zhǎng),雖然在許多聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尤其是實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合,工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了許多成功案例,但與我們預(yù)測(cè)到的巨大應(yīng)用潛力顯示出來(lái)的市場(chǎng)相比,還微不足道。一方面,傳統(tǒng)應(yīng)用中有太多設(shè)備需要聯(lián)網(wǎng),這就需要象Gport104這樣的產(chǎn)品和方案去將更多的設(shè)備使其IP化;另一方面,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)本身還在不斷改進(jìn)和提高中,這將不斷拓寬其應(yīng)用范圍。
中國(guó)工控網(wǎng):相對(duì)于串口服務(wù)器的老牌供應(yīng)商如MOXA等,習(xí)慣了民用市場(chǎng)的金遠(yuǎn)見(jiàn)在工控領(lǐng)域顯得不夠?qū)I(yè),作為后來(lái)者,金遠(yuǎn)見(jiàn)在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)方面有那些優(yōu)點(diǎn)和不足?針對(duì)不足,金遠(yuǎn)見(jiàn)如何應(yīng)對(duì)?
梁先生:作為一家有很強(qiáng)的軟、硬件<
曾以“文曲星”叱咤消費(fèi)類電子市場(chǎng)的金遠(yuǎn)見(jiàn),年初推出了其工業(yè)以太網(wǎng)解決方案——Gport系列設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,成為直接向工控輸入IT技術(shù)的企業(yè)代表。因此,中國(guó)工控網(wǎng)專訪金遠(yuǎn)見(jiàn)負(fù)責(zé)工控產(chǎn)品的行銷(xiāo)二部經(jīng)理梁文奎先生,就頗有工控與IT對(duì)話的意味;而工業(yè)以太網(wǎng),既是IT技術(shù)在工控領(lǐng)域應(yīng)用的新典范,更是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與管理層“對(duì)話”的新方案。
中國(guó)工控網(wǎng):我國(guó)在十五期間明確了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的發(fā)展思路,在技術(shù)應(yīng)用上,這種政策導(dǎo)向直接加快了IT技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域的滲透,如基于PC的技術(shù)、嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)等。金遠(yuǎn)見(jiàn)出身于IT,并在民用消費(fèi)類電子產(chǎn)品中取得過(guò)不俗成績(jī),請(qǐng)問(wèn)促使金遠(yuǎn)見(jiàn)躋身于工控領(lǐng)域的除了政策驅(qū)使,是否有其它原因?
梁先生:金遠(yuǎn)見(jiàn)躋身于工控領(lǐng)域除了順應(yīng)“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的潮流外,還和金遠(yuǎn)見(jiàn)公司的自身情況有關(guān)。確切的講,對(duì)于嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)領(lǐng)域,金遠(yuǎn)見(jiàn)并不是剛剛涉足而是早有投入,早在1993年金遠(yuǎn)見(jiàn)就推出了中國(guó)地區(qū)第一臺(tái)終端通信服務(wù)器,至今已累計(jì)10,000臺(tái)以上的出貨量,廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)金融、電信等領(lǐng)域;除民用消費(fèi)品外,網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)產(chǎn)品一直是金遠(yuǎn)見(jiàn)的另一個(gè)產(chǎn)品系列,只是和光芒四射的文曲星相比,較少被媒體報(bào)道關(guān)注;90年代初期Linux開(kāi)源操作系統(tǒng)得到蓬勃發(fā)展,1999年,金遠(yuǎn)見(jiàn)公司結(jié)合開(kāi)源的 Linux 操作系統(tǒng) 跟 自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的 RISC芯片去做產(chǎn)品,形成的產(chǎn)品線主要有兩大產(chǎn)品線,一個(gè)是手持移動(dòng)終端,另一個(gè)就是網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品線;手持終端可運(yùn)用于物流、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域,加上無(wú)線局域網(wǎng)連接,形成強(qiáng)而有力的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端;整個(gè)平臺(tái)的搭建大概是從五年前開(kāi)始做的,陸陸續(xù)續(xù)兩年前已成功推出了幾款以此為架構(gòu)的產(chǎn)品。正是循著這樣的產(chǎn)品發(fā)展思路,今年上半年金遠(yuǎn)見(jiàn)推出了將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和嵌入式技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品-Gport系列設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,這款產(chǎn)品不但可以支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)膽?yīng)用方式,更結(jié)合了Linux的特性,提供用戶二次開(kāi)發(fā)的能力,用戶可使用的空間達(dá)3M之多,這是傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)做不到的。
中國(guó)工控網(wǎng):金遠(yuǎn)見(jiàn)進(jìn)入工控選擇的產(chǎn)品是聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,這說(shuō)明金遠(yuǎn)見(jiàn)看好工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。請(qǐng)問(wèn),以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中越來(lái)越受到追捧的前提優(yōu)勢(shì)是什么?
梁先生:以太網(wǎng)技術(shù)之所以在工控領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注(先不說(shuō)追捧),確實(shí)有其優(yōu)勢(shì)存在。首先最大的優(yōu)勢(shì)在于它的開(kāi)放性,這在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連的需求出現(xiàn)時(shí)會(huì)顯得尤為重要;再一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于以太網(wǎng)已是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù),組網(wǎng)成本低廉;第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是高帶寬,F(xiàn)CS現(xiàn)場(chǎng)總線一般傳輸速率為幾十Kbit∕s至1-2Mbit∕S,以太網(wǎng)的最低帶寬為10Mbit/s,今天100Mbit/s和千兆快速交換機(jī)已非常成熟了,萬(wàn)兆快速交換機(jī)也已經(jīng)問(wèn)世和運(yùn)用了。
一項(xiàng)技術(shù)的推廣普及,它能否成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),一些制約因素是必須要考慮的,例如:用戶對(duì)它的熟悉程度,這在很大程度上會(huì)決定用戶是否會(huì)選用它;技術(shù)本身和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成熟度,即用戶是否能以較低廉的成本獲取到,是否“玩得起”;技術(shù)規(guī)格的開(kāi)放程度,開(kāi)放的技術(shù)會(huì)有更多的廠商投入,這也會(huì)加速市場(chǎng)的成熟;當(dāng)然還有一條很重要的就是業(yè)內(nèi)重量級(jí)廠商的支持。綜合看以上幾項(xiàng),以太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)無(wú)疑是最具“明星”潛質(zhì)的,這就是我們之所以看好它的原因。
中國(guó)工控網(wǎng):技術(shù)上的先進(jìn)不是其成功應(yīng)用的充分條件,其中一個(gè)重要的考量就是成本,即該技術(shù)能否有效地兼容原來(lái)的技術(shù),能否充分地利用原有設(shè)備的投資。出身于商用的工業(yè)以太網(wǎng)在工控領(lǐng)域的應(yīng)用如何解決以上問(wèn)題?
梁先生:談到成本,一般會(huì)有兩個(gè)方面的考量,即:構(gòu)建成本和運(yùn)營(yíng)成本。前面已經(jīng)談到,由于以太網(wǎng)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成熟度很高,構(gòu)建成本不會(huì)有問(wèn)題。但一項(xiàng)新的技術(shù)手段,也包括成熟的技術(shù)運(yùn)用于新的領(lǐng)域,必須考慮和原有技術(shù)的兼容。對(duì)以太網(wǎng)應(yīng)用于工控而言,串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的出現(xiàn)就是解決兼容性的一種手段,國(guó)內(nèi)在過(guò)去十幾年有非常多的人用單芯片象8051這樣的東西去做傳感器、控制器和做各方面的應(yīng)用。8051是一個(gè)八位數(shù)的芯片,基于這樣的技術(shù)方案做出來(lái)的設(shè)備非常多,這樣的設(shè)備不容易連上以太網(wǎng),但它一定有串口;我們要如何把這樣的單片機(jī)設(shè)備整合到以太的環(huán)境中去?這是我們今后的發(fā)展重點(diǎn),也是基于國(guó)內(nèi)有這么多人對(duì)8051這種單芯片機(jī)這么熟悉,基于這個(gè)芯片產(chǎn)生這么多設(shè)備,他們都需要聯(lián)網(wǎng)。在智能樓宇中,比如門(mén)禁的傳感設(shè)備,有太多類似的控制設(shè)備都需要被IP化,但是把它一步到位統(tǒng)統(tǒng)IP化是不容易的,這就需要一個(gè)過(guò)渡。該怎樣去解決?這就需要如 Gport104這樣的設(shè)備來(lái)做整合。為了進(jìn)一步解決系統(tǒng)運(yùn)行軟件的兼容性問(wèn)題,我們還在Gport串口服務(wù)器上提供了適應(yīng)各種操作系統(tǒng)的實(shí)端口模式,使用戶的系統(tǒng)可以平滑過(guò)渡。
中國(guó)工控網(wǎng):解決了以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中應(yīng)用的成本問(wèn)題,我們?cè)賮?lái)看看技術(shù)本身的問(wèn)題,工業(yè)控制的要求和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境與商用辦公的要求和環(huán)境相去甚遠(yuǎn),具體地說(shuō),以太網(wǎng)如何加強(qiáng)其實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和安全性以滿足工業(yè)控制的要求?
梁先生:在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以與交換機(jī)端口采用全雙工通信線路,交換機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了多對(duì)端口之間的并行交換,這樣,徹底擺脫了CSMA/CD的限制,提高了信息傳遞的確定性和實(shí)時(shí)性。交換式以太網(wǎng)具有傳輸帶寬高、網(wǎng)絡(luò)容量大、組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),還支持虛擬網(wǎng)絡(luò),從而降低組網(wǎng)成本并提高了組網(wǎng)的靈活性。另外,以太網(wǎng)電纜由早期的粗同軸電纜發(fā)展到現(xiàn)在的雙絞線和光纜,大大提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和抗干擾的能力,同時(shí)成本也大大降低了。為解決穩(wěn)定性問(wèn)題,現(xiàn)在不少的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)廠家都在研究冗余自愈等相關(guān)技術(shù),現(xiàn)在看到的系統(tǒng)冗余倒換時(shí)間已可控制在300ms以內(nèi),有的甚至更短。相信,隨著以太網(wǎng)交換技術(shù)、冗余自愈技術(shù)、抗干擾技術(shù)的發(fā)展,它會(huì)成為一種更適用于工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)。
中國(guó)工控網(wǎng):現(xiàn)場(chǎng)總線是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的專用而成熟的解決方案,您認(rèn)為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),是工業(yè)以太網(wǎng)向下延伸取代現(xiàn)場(chǎng)總線,還是現(xiàn)場(chǎng)總線向上集成到工業(yè)以太網(wǎng)?這兩種聯(lián)網(wǎng)方案的特點(diǎn)是什么?
梁先生:現(xiàn)場(chǎng)總線是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層通信而設(shè)計(jì)的,是為自動(dòng)化控制量身定做的技術(shù),而以太網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷是辦公網(wǎng),用于數(shù)據(jù)的交換、共享,從本質(zhì)上講,這是兩種為不同應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的不同風(fēng)格的技術(shù)。近年來(lái),由于人們對(duì)開(kāi)放性平臺(tái)的追求,也由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)遲遲無(wú)法統(tǒng)一,使大家開(kāi)始嘗試將標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)控制的領(lǐng)域。
現(xiàn)在,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最大問(wèn)題是沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)歷時(shí)12年,于2000年1月才正式公布了IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線全部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),由于妥協(xié)了各大公司的既得利益,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,在此標(biāo)準(zhǔn)中容納了8種互不兼容的通信協(xié)議。其開(kāi)放性全分散控制等仍存在許多問(wèn)題,有許多廠商不提供真正的開(kāi)放平臺(tái),控制器之間的垂直和水平通信非常困難,所有控制器是“孤島”,獨(dú)立于INTERNET之外,無(wú)法集成。這種現(xiàn)象在以太網(wǎng)發(fā)展的初期也同樣出現(xiàn)過(guò),大家并不是一開(kāi)始就統(tǒng)一到TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)上,Toking Ring、Netware等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也曾風(fēng)行一時(shí),是INTERNET的發(fā)展促使人們認(rèn)識(shí)到要想信息共享,必須要有一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
我們認(rèn)為,在一段時(shí)間之內(nèi),這兩種技術(shù)會(huì)共存共容,分別在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用,慢慢地他們會(huì)互相融合,也許最終會(huì)形成一種統(tǒng)一的新網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),滿足人們一網(wǎng)到底的愿望。
中國(guó)工控網(wǎng):工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)是不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì),您看到的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用障礙和趨勢(shì)如何?
梁先生:如前文所述,隨著以太網(wǎng)技術(shù)本身的進(jìn)步,交換式以太網(wǎng)已徹底擺脫了CSMA/CD的限制,提高了信息傳遞的確定性和實(shí)時(shí)性,加上控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的技巧,使以太網(wǎng)作為現(xiàn)場(chǎng)總線的具體應(yīng)用已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域被逐步接受。
在工控中被強(qiáng)調(diào)最多的是實(shí)時(shí)性,其實(shí),不同的應(yīng)用對(duì)時(shí)間反應(yīng)的要求也是不一樣的,也就是說(shuō),這個(gè)“實(shí)時(shí)”是很有彈性的。比如,門(mén)禁系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的反應(yīng)在幾百毫秒的級(jí)別是可以被接受的,空調(diào)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的要求會(huì)更低,而有些系統(tǒng)則必須要求幾十毫秒甚至幾毫秒的時(shí)間響應(yīng)。在這方面,以太網(wǎng)技術(shù)既有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì),優(yōu)勢(shì)在于它的傳輸帶寬,現(xiàn)在百兆、千兆網(wǎng)已是很成熟的技術(shù),而劣勢(shì)在于標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的分層架構(gòu),每層都有自己的協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)。所以,以太網(wǎng)技術(shù)在一些對(duì)時(shí)間反應(yīng)不是非常敏感的場(chǎng)合已開(kāi)始部署應(yīng)用,而其本身也還有可以不斷完善改進(jìn)之處,這種技術(shù)在工控領(lǐng)域正逐步被人們接受和認(rèn)可。
由于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入工控的時(shí)間不長(zhǎng),雖然在許多聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尤其是實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合,工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了許多成功案例,但與我們預(yù)測(cè)到的巨大應(yīng)用潛力顯示出來(lái)的市場(chǎng)相比,還微不足道。一方面,傳統(tǒng)應(yīng)用中有太多設(shè)備需要聯(lián)網(wǎng),這就需要象Gport104這樣的產(chǎn)品和方案去將更多的設(shè)備使其IP化;另一方面,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)本身還在不斷改進(jìn)和提高中,這將不斷拓寬其應(yīng)用范圍。
中國(guó)工控網(wǎng):相對(duì)于串口服務(wù)器的老牌供應(yīng)商如MOXA等,習(xí)慣了民用市場(chǎng)的金遠(yuǎn)見(jiàn)在工控領(lǐng)域顯得不夠?qū)I(yè),作為后來(lái)者,金遠(yuǎn)見(jiàn)在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)方面有那些優(yōu)點(diǎn)和不足?針對(duì)不足,金遠(yuǎn)見(jiàn)如何應(yīng)對(duì)?
梁先生:作為一家有很強(qiáng)的軟、硬件<
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