Profibus、WorldFIP和P

Profibus、WorldFIP和P-NET对目前IEC国际标准的态度当今现场总线技术各流派在国际标准制定过程中的激烈竞争由来已久，而各流派对于目前国际标准（IEC61158）的技术分歧国内还知之甚少。

为此，借本次研讨会之机，对与会各组织的讲话录音和讲稿进行了整理。

全文如下：Profibus的观点德国西门子公司Glosow先生从Profibus的立场阐述了对IEC现场总线国际标准的一些看法。

1、关于IEC国际标准的制定目标（1）1984年，IEC/SC65C/WG6开始制定现场总线国际标准，起初的制定目标是：建立一套涉及工厂自动化、过程自动化、楼宇自动化及广泛的现场装置的现场总线国际标准。

（2）到1995年，IEC/SC65C/WG6制定现场总线国际标准的目标缩小到过程自动化领域。

（3）到1996年，现场总线国际标准的制定目标又缩小为不包含一致性试验的低速现场装置。

（4）到1997年，现场总线国际标准的制定目标再一次缩小了范围：仅有集中总线方式，不包含离散自动化方案，少量定位事件应用（不包括报警事件）。

Profibus专家认为，目前，IEC现场总线国际标准草案FDIS的制定目标是与其制定初期的目标相违背的，仅适用于过程自动化领域。

而从世界市场的需求来看，过程自动化领域的需求仅占世界市场需求量的15％左右，因此IEC现场总线国际标准不能充分满足世界市场的需求。

注：据美国ARC公司的统计报告，世界市场的需求比率为：加工制造领域18%；过程自动化领域15%；交通运输领域 15%；医药领域18%；航空国防领域34%；2、·关于IEC国际标准的应用范围Profibus专家对目前国际上几种总线标准在工业自动化领域的应用范围做了比较。

Profibus专家认为，IEC国际标准仅适用于低速现场装置的集中控制方式，不能应用于分散控制和混合控制方式，应用和装置的类型也不完善。

如不具备高级通讯交换（报警、登录等），无法扩展现场装置之间的横向数据交换，及不具备即插即用，网络实时更改等特性要求。

3、关于IEC国际标准的分层结构Profibus专家认为，IEC国际标准的层次结构不是统一的。

应用层是模块式结构而数据链路层是贯通式结构，两层之间没有统一的接口。

对于IEC国际标准的物理层、数据链路层和应用层这三层中，仅有物理层是各方都可以接受的。

数据链路层和应用层都存在着很大的技术分岐，同时，Profibus专家坚持认为IEC国际标准的FDIS草案应当做出技术内容上的重大调整。

4、Profibus对IEC国际标准的建议Profibus专家建议我国对IEC现场总线国际标准草案（FDIS）投弃权票。

Profibus专家认为IEC标准应当通过今后几年的市场应用的检验，再对草案进行重新修订，最终形成一套统一的现场总线国际标准。

WorldFIP的观点WorldFIP代表从标准的特有属性、IEC标准的评价以及当今热点──互操作性问题等几个方面阐述了观点。

1、标准（1）标准化与开放性∙用户需要统一的现场总线标准,但是他们并不希望只依赖于唯一的设备供应商,他们需要一种开放的和最少限制的现场总线标准。

∙用户若想获得这样的标准，必须面对的现实情况是:标准的制定时间很长,而且越来越复杂,很难形成协商一致的结果。

事实上,标准的结果受到市场垄断者的支配。

（2）标准的制定目标∙标准的结论应保持长期的稳定性和延续性。

∙可以提供给所有用户。

∙可以提供给所有制造商,促进包括硅技术在内的相关技术的进步。

∙在网上小范围的扩散。

∙可以提供给用户完整资料,用于建立所谓的ODIS,即开放型分散工业系统。

∙能够被第三方验证。

（3）标准的局限性∙标准本身仅仅是通讯协议。

∙标准本身未说明如何扩展标准。

∙信息传递未形成标准化。

∙要实现工业设备协调一致,形成工业系统,仅仅利用通讯标准是不够的。

同时,WorldFIP指出互操作不应作为标准化的一个主要目标,因为它是一个系统问题。

（4）协商一致将世界上50多种总线系统通过协商一致的原则形成一套统一的标准－IEC1158是一项十分艰巨的工作,但是要获得全球统一的现场总线标准,又必须通过协商一致达成共识。

（5）时间协议的发展和被工业界普遍接受需要时间。

形成统一的结论需要时间。

将工业通讯作为商品项目,而不作为竞争特性需要时间。

这就是为什么形成IEC1158现场总线标准需要历时十几个年头的原因。

2、如何评价IEC标准首先,WorldFIP认为IEC为定义统一的现场总线标准作出了积极的努力。

但是，它不可避免的存在着局限性：（1）集中于过程控制的低速总线。

（2）在短期内未形成工业性结论。

（3）仅仅基于美国标准。

对于如何评价IEC标准，WorldFIP认为：（1）从应用效果评价∙标准本身是否可以扩展。

∙使用目前的标准能否扩展在工业系统中的应用。

∙标准应用于工业界是否可以促进产品和系统的竞争。

（2）从具体内容评价∙整体方面从整体看是否容易理解。

∙软件方面是否功能很强大但并不实用。

∙功能方面与EN50170比较。

WorldFIP为检验IEC规范，制定了FICOMP计划：它的成员包括：Semi Conducters(西班牙)、Marconi（意大利）、Softing（德国）、Edf（法国）、Cegelec（法国）等公司。

测试项目主要有：主站设备的硅芯片；上层软件；测试系统的PC板。

最后得出结论：目前的IEC1158文件是可行的，可以支持工业控制系统，两个关键点即：循环转换和令牌通过都可以成功实现。

WorldFIP认为未来的IEC标准作为完整的通讯标准，将覆盖：更多的层次：总线设备、现场总线和自动化总线；更多的领域：电力、重工业、过程控制、制造业等。

3、互操作问题WorldFIP认为：互操作作为另一种概念在“现场总线战争”中被过分突出出来，统一的现场总线被认为是互操作的基础，但是现场总线并不能解决互操作的问题。

供应商不应诱惑用户，完全的互操作是不可能实现的。

同时，WorldFIP指出标准化允许达到某一程度的互操作：即互连接，互连接容易统一，并且是未来的安全保证。

4、展望WorldFIP对目前几种标准协议的展望：（1） WorldFIP是完善的标准并且不断向前发展。

（2） CENELEC为过渡期的现场总线标准提供了一种模式。

（3） IEC标准仍需努力，而且不得不解决多种行规并存的局面。

（4） FF作为低速过程控制协议可能是未来的一种趋势。

（5）欧标创始人仍努力推进基于欧标模式的现场总线应用。

P-NET的观点1、引言P-NET认为现场总线标准描述了工厂的控制系统中数据如何通过现场设备进行转换，这些数据可以通过双绞线、光缆、电话线、无线电波等进行传输。

2、两种考虑方式对于现场总线标准的制定目标，P-NET从两类工程师的观点进行了阐述：（1）如果你是一位操作控制工程师，你可能会认为标准应当满足你的如下要求：∙使用最少的电缆，以节省设计和安装费用。

∙与4~20mA仪表相比，获得数据应更简便。

∙允许购买不同制造商的设备，并能方便地联结它们（2）如果你是一位理论工程师（包括IEC现场总线标准的编写者）你可能会认为制定标准的目标应是：制定一套满足所有要求的文件，描述很多种途径，实现数据转换，说明多种选择而不必考虑现实状况，而且不保证满足标准的设备都能实现相互通讯。

3、实际应用的前提条件P-NET认为实际使用现场总线标准的前提条件应当是：（1）用户并不希望为现场总线设备投入太多的资金，理所当然的，在新设备中扩充总线协议必须便宜和简便。

（2）安装必须简便，不需进行复杂的属性定义过程。

（3）满足同一标准的设备应当可以实现相互通讯。

只有满足上述用户要求的标准，才有可能实际应用，以EN50170的Profibus部分为例，只要应用Profibus DP提供的安装，即可最简便的实现Profibus的运行结果，这同样适用于WorldFIP。

满足现实要求的标准当然是易于应用和补充的。

4、目前的IEC标准（1）EN50170描述了三种不同的标准，共计2000页，其中P-NET大约100页，Profibus大约 700页，WorldFIP大约1200页。

而如今的IEC现场总线标准总计已超过2000页，这就意味着测试和补充该项标准将是十分复杂的。

（2）IEC现场总线标准在发展过程中引入了许多不同的总线系统，允许在每一层中选取不同制造商的现场设备，这就意味着：∙发展和制造设备将十分昂贵。

∙在安装过程中，需要定义所有不同参数的属性。

∙数以百计的不相兼容的设备将会不断发展，因为制造一个完全满足标准的设备价格非常昂贵。

（3）IEC现场总线各层的标准是由不同的工作组制定的，而各个工作组之间缺乏密切的配合（尤其是应用层标准起草工作组）。

鉴于此种原因，很难让人认为这种发展会形成乐观的结果。

（4）请设想这样的场景：当你想订作一套新衣服，并且决定去不同的裁缝处订作不同的部分，例如一个裁缝设计裤子的左腿，另一个裁缝设计裤子的右腿等等，在不知道衣服的各个部分是否都合适的情况下，你不得不频繁往返于各裁缝之间确认不同的部分。

当你终于将衣服拼接到一起时，谁会认为你最终获得了你预先想要的结果呢？难道这样可以达到标准需要的质量吗？为了不伤害你的感情，可能有人会告诉你这衣服看起来挺好，但是总会有‘聪明人’指出，你干了一件多么愚蠢的事。

这个例子有点象安徒生的童话故事“皇帝的新装”。

（5）即使IEC现场总线不同层的标准没有任何错误，也不能就认为它是世界总线技术发展的最佳途径，特别是它的各层还没有得到一致性的检验（6）IEC现场总线太复杂，以至于经过20多年才达到目前的理论阶段，IEC标准应当通过实际应用来验证和形成。

5、结论P-NET建议我国可以像丹麦标准化协会一样对现在的IEC标准投反对票，以期待基于更完善技术的IEC 新标准产生，并保留现在的模式，即EN50170和FF并存。

P-NET认为如果投赞成票，可能会导致巨大的倒退，今天EN50170和FF都在补充和完善过程中，应当等待一段时间，直到经过验证再使用IEC标准。

P-NET代表（Nielson）以自己过去10年在欧洲的经验认为：很少有人首先尝试一项未经验证的标准。