现场总线技术的发展与工业以太网综述

　　为了在不同的网络设备中实现互操作，公共应用层是。当前，多个组织正在为工业自动领域的

TCP/IP定义公共应用层协议。特别是将Ethernet用于现场设备级，是当前的热点课题。例如，面向制造

自动化的Ethernet，产生了一种基于控制和信息的协议（CIP）的新型Ethernet――工业实时Ethernet。

这是为传输控制协议/用户数据协议/协议（TCP/UDP/IP）定义的、基于主机/客户机的控制和信息协议。

Ethernet的CIP称为Ethernet/IP。

　　CIP是专为工业控制设计的应用层协议，提供了访问数据和控制设备操作的服务集。它采用用户数据协议/网际协议（UDP/IP）和传输控制协议/网际协议（TCP/IP）作为Ethernet网上的控制和信息协议，允许发送显式（信息）和隐式（控制）报文。其中，隐式报文是对时间有苛刻要求的I/O信息（事件触发、控制器互锁等），通过UDP/IP完成的隐式报文中数据区包含实时I/O数据（CIP的控制部分）；显式报文是无时间苛刻要求的点对点信息，可由TCP/IP完成（CIP的信息部分）。CIP向终端用户提供了自动化系统必不可少的控制、组态、数据采集服务功能。为面向自动化领域提供了Ethernet网上的工业自动化设备的互操作性和可换性。

　　最近，著名的工业通信技术国际组织――ODVA和PI在美国德州休斯敦新闻发布会上发表公开信，声称他们迄今为止相互竞争的现场总线――以太网解决议案要在OPC建议的DX协议下彼此协调以推进标准化工作。特别是就定义工业以太网的功能和互操作性达成共识，并将以下方面作为工作重点：IP地址即插即用互操作的通用策略、装置描述和恢复机制；网络诊断议案；指导使用WEB技术；一致性测试需求；产生一种应用接口，以消除协议间的差异。

　　OPC DX是一个开放的解决议案，允许当今市场上存在的标准：FF的HSE/H1、ODVA的CIP及PI的PROFINET相互并存。OPC DX标准提供了可互操作的数据交换和在以太网上报务器对服务器的通信。它是已存在的OPC数据访问规范的扩充，它还扩充了运行时间内的数据共享交换及实时协议应用的独立性。利用扩充的OPC接口，可以协调和互联不同现场总线组织的不同协议。OPC DX规范和源码在2001年12月份公布，来自多个生产厂商的原型在2002年4月出现。

　　Ethernet作为为总线的前景、困难以及对策

　　1． Ethernet作为现场总线的前景

　　自动化系统和管理管理的进一步融合，WEB技术和无线等应用促使自动网络采用通用的Ethernet。
　　主流自动化厂商对Ethernet工业应用的积极态度将起到强大的推动作用，同时也缓解总线之争的负作用。

　　Ethernet本身的迅速发展，在性能人价格上还有很大的改善空间。
　　Ethernet，TCP/IP本身未解决互操作性问题，但为之铺平了道路。
　　在单元和模板以上，Ethernet已具有优势。在传感器级别，性价比还不具竞争力，有大小用之嫌。
在仪表等领域，Ethernet要满足本安型应用有一定难度，也很难满足对仪表供电等要求。市场集中度进一步提高，Ethernet有显著增长。主要厂商目前的动态表明，对Ethernet的预期仍然保守。

2． 促进工业Ethernet应用对中国产业界的影响及建议

　　由于国对总线之争未付出大的代价，同时也没有一种总线在中国占压倒性优势，跟踪并采用国际光先进和技术可以发挥后发优势，迅速缩短与发达国家的差距。

　　采用开放、免费并且知识产权限制的技术Ethernet和TCP/IP，可以节约资金，减少技术的领带性，并有得自主知识产权技术的开发。

　　减少专有网络的影响，有利于形成公平的市场竞争环境有利于中国与国际接轨，降低项目投资费用。采用Ethernet和TCP/IP等开放的技术，可以促进WEB自动化等更先进技术的和模式在中国的应用有得制造业中间件软件市场的形成，为中国参与下一波国际技术竞争创造良好的条件。