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  • PROFIBUS 20年回顾:从科研项目到 世界市场的主导者
  • 发布时间:   修改时间:2009/8/3 9:55:10 浏览次数:3567
  • 译者:惠敦炎

            90年代初,PROFIBUS曾以“驶向崭新未来的船 票”或者“自动化世界的双线革命”为划时代的口 号,开始了它的辉煌历史。它是如何取得世界市场的 成就的呢?
            大批企业专用的现场总线系统早在80年代就已 经广为人知了。然而,现场总线获得广泛应用的先决 条件在于要有标准的数字式现场设备接口,而且必须 要起草和签署许多相关协议。
            德国中央电工联合会(ZVEI)“测量技术与过 程自动化部”的现场总线(Fieldbus)工作组,对于 在各个应用领域中的现场总线系统提出了要求,且评 估了许多解决提案。1987年初,ZVEI的主要成员企 业同意将PROFIBUS(PROcess FieldBUS)方案变成 现场总线标准的技术基础。

    慕尼黑技术大学本德尔教授

            1 德国联邦政府研究与技术部(BMFT)项目“现场 总线”启动
            为了将PROFIBUS方案转化为一个试验性标准, 1987年7月14家生产企业和5家研究机构共同承担了一 项由BMFT——今日的BMBF(联邦政府教育与研究 部)促进的合作项目“现场总线(Fieldbus)”。该 合作项目应该达到的目标是:
            ——制订一项现场总线标准;
            ——建立验证实现的测试系统;
            ——对样板安装工程进行试验与演示。
            该项目的预算约为1200万欧元,于1987年7月至 1990年6月间制订完毕。根据项目承揽单位(VDI/ VDE—技术中心信息技术有限公司,柏林)的评 估,此计划在诸多方面是开拓性的,且最终成为 PROFIBUS大获全胜的基石:从一开始标准就同产品 开发相伴,而且十分重视通过中小企业促进基础设施 各项措施的落实,为标准的推广和成果的利用创造了 先决条件。
            2 PNO(PROFIBUS用户组织—PROFIBUS Nutzer Organisation)成立
            那么,合作项目“现场总线”运行结束之后又 发生了什么?为了保证已经启动的工作能够继续进 行下去,1989年12月11日在法兰克福成立了PNO(图 1)。当时共有10家企业和4家科研机构以及ZVEI工 作的正式会员参加了成立大会。
            PNO的主要任务如下:
            ——促进PROFIBUS在国际上的推广;
            ——维护和继续研发PROFIBUS技术;
            ——在标准化机构和有关协会中派出代表;
            ——通过开放性工作促进销售;
            ——建立行规以简化PROFIBUS的操作;
            ——认证经过检测的设备;
            ——同各国的PNO进行合作;
            ——对用户和制造厂的投资进行保护。

    PNO的正式会员


            3 “少而精”(Small is beautiful)
            PROFIBUS企业团体在最初的几年里投入了好 几百万欧元,以便使PROFIBUS达到一个很高的成熟 度。因为一个开放的通信系统能否给用户带来真正的 实惠,更多地取决于它的应用之广泛和技术基础之稳 定,而不单凭各项功能或传输速率的多少。 PNO企业勇于逆流而上,不是单纯地从技术上 最大限度地提供可以实现的东西,而是提炼最少必需 的和对用户而言易于消化、吸收和可取的东西。不断 地创新与改进,有一个稳定的开发平台,转让Knowhow, 对用户的需求持开放的政策,并将反映时代问 题的用户需求付诸实施,这些就是PROFIBUS成功的 秘诀。
            4 会员猛增
            PNO成立之后的两年里就有100家企业加入了 PNO。1993年从瑞士成立首个国家的用户组织起, PNO便开始了国际化进程。之后不久,奥地利、英 国和法国相继成立了PNO。继1993年欧洲各国的 PNO组织接二连三地出现之后,1994年先在美国, 接着1997年又在中国成立了PROFIBUS用户组织。 PI(PROFIBUS & PROFINET International)总 联合会在今天已包括了遍及世界25个国家和地区的PI协 会(RPAs),为用户和制造厂商提供全球支持和服务。
            5 在制造业自动化中无与伦比
            从现场总线技术早期的研发阶段以来, PROFIBUS一直得到一些知名的自动化系统和现场设 备供应商的支持。今天的PROFIBUS在制造业中已经 是一种遥遥领先的现场总线系统。它与众不同的强 势在于它的开放性和可互操作性。此外,用户称赞 PROFIBUS产品齐全,制造厂商为数众多,可以从市 场上为其应用自由选择最为适合的产品。这不仅可以 使供应形势平稳、灵活,而且也可以使供货者之间进 行正当的竞争,给最终用户的报价更具吸引力。

    PROFIBUS & PROFINET International (PI)提供全球支持和服务

            6 PROFIBUS开拓了流程工业
            过程自动化有不同的类型。例如,广为应用的 离散过程自动化,其中使用和制造业中相同的现场 总线。然而,连续过程和批过程却提出非常特殊的 要求。其中需要使用一种有2根导线的现场总线系 统,它既要承担数据的传输,又要负责为现场设备 供电。此外,该总线系统还必须适用于本质安全区 域。随着1997年3月“PROFIBUS PA”行规规范的 发布,PROFIBUS开拓了这个极其重要的应用领域 (图3)。PROFIBUS PA技术基于国际合作研究项目 ISP (Interoperable Systems Project—可互操作性系统 项目)框架内的计划。PNO通过同ISP的合作协议接收 了ISP项目的研究成果并将由此产生的解决方案融入 “PROFIBUS家族”之中。

     PROFIBUS PA在流程工业中的应用首

            7 运动控制与安全技术
            PROFIBUS在电气传动技术中的基础是行规
            “PROFIdrive Profile”。PROFIBUS在传动技术方面 的促进会是“PROFIdrive e.V.”,多年来促进行规 的开发与推广工作。这个独立的组织PROFIdrive e.V.于1996年7月30日解散之后,并入了PNO。2002 年,行规3.1版在PROFIBUS DP-V2功能的基础上引 进了驱动器时钟同步操作技术。2005年发布的行规 4.0版将另一个通信系统PROFINET纳入其中。当今的 PROFIdrive应用行规在许多应用领域中起着中流砥柱的作用。它也获得了诸如OMAC(机械自动化与控制
            组织)这样的国际组织的推荐。
            90年代末PNO是全球市场中第一个着手研究安 全技术课题的组织机构。PROFIsafe技术,即故障安 全通信技术,自1999年公布行规第一版以来,无论在 制造业还是流程工业中,都占据了主导地位;无论在 PROFIBUS中还是在PROFINET中,标准通信与安全 通信均在一根电缆上共存,这种开创性的技术给世人 留下了深刻的印象。
            除了PROFIdrive和PROFIsafe之外,还有一系 列其他的行规,如编码器、低压开关设备、称重& 计量和识别系统等行规。可以毫不夸张地说,没有 PROFIBUS不能够解决的应用问题。
            8 市场说了算
            近年来,PROFIBUS产品销售量一直呈迅猛增 长的态势。PROFIBUS近20年中的安装节点数已超过 2800万,在现场总线方面是无可争议的世界市场的主 导者。从今后的发展来看,其增长的势头依然强劲。 根据已使用的PROFIBUS产品数量,专家预测,到 2012年PROFIBUS安装节点数将突破5000万大关,与 1999年PNO成立10周年之际相比,当时的总线节点才 不过300万(图4)。

    PROFIBUS的成就无与伦比


            9 PNO开拓了以太网世界
            2000年夏,PNO奠定了又一个划时代的里程 碑。在一次新闻发布会上,它宣告了PROFINET—— 一个开创性的和开放性的工业以太网标准的诞生。PROFINET控制回路于2000年秋问世,与PROFINET 的研发配合默契。在2001年的汉诺威博览会上,通过 一个应用实例演示了首批产品的可互操作性。2004 年基于RT(Realtime实时)的PROFINET IO拓展 为IRT(Isochronous Realtime等同实时)。如今的 PROFINET以其超过100万个节点的优势占据了工业 自动化的主导地位。据PNO专家预测,到2010年末 PROFINET安装节点总数将达到300万。 PROFINET从PROFIBUS的Know-how中受益匪 浅,它可以使人们制定出更为灵活的自动化策略, 提供更高级的性能,且可以实现制造过程的完全集 成。PROFINET可以在企业范围内广为流行,从而可 以在整个设备生命周期内实现巨大的生产效益和令人 信服的企业经济优势。
            10 通过认证达到优质
            PROFIBUS和PROFINET取得市场成功的一个决 定性因素是PNO有着卓越的质量认证体系。其目的 旨在为用户在将各个制造厂的设备联网时,提供必要 的安全性。因此,有必要使设备经历一次内容丰富的 测试过程,以验证这些设备是否与规范保持一致。为 此,PNO委任若干企业和研究机构作为不受制造厂约 束的中立的测试实验室。这一点为用户和制造厂在 其投资决策活动中提供最高的安全性。
            11 2009:PROFIBUS 20周年庆典
            今年PNO和PI要在PROFIBUS诞生20周年之际 以恰当的方式欢庆PROFIBUS的辉煌成就。因此, PNO & PI要举办一系列的专场集会。2009年3月11 日至12日在德国卡尔斯鲁厄市(Karlsruhe)召开的 这次国际会议拉开了庆典的序幕。会议的标语是: “Excellence in Automation——自动化中的佼佼者”。 自动化中的佼佼者,即走过了20年的PROFIBUS,它 拥有20年的技术权威、Know-how和实践经验。
            惠敦炎译自《PROF IBUS & PROF INE T International:“Excellence in Automation”, 20Janre Erfahrung in industrielle Kommunikation,P.7-12,März 2009》(译注:译者对原文略加修补)

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