譯者:惠敦炎
90年代初,PROFIBUS曾以“駛向嶄新未來的船 票”或者“自動化世界的雙線革命”為劃時代的口 號,開始了它的輝煌歷史。它是如何取得世界市場的 成就的呢?
大批企業(yè)專用的現(xiàn)場總線系統(tǒng)早在80年代就已 經(jīng)廣為人知了。然而,現(xiàn)場總線獲得廣泛應(yīng)用的先決 條件在于要有標準的數(shù)字式現(xiàn)場設(shè)備接口,而且必須 要起草和簽署許多相關(guān)協(xié)議。
德國中央電工聯(lián)合會(ZVEI)“測量技術(shù)與過 程自動化部”的現(xiàn)場總線(Fieldbus)工作組,對于 在各個應(yīng)用領(lǐng)域中的現(xiàn)場總線系統(tǒng)提出了要求,且評 估了許多解決提案。1987年初,ZVEI的主要成員企 業(yè)同意將PROFIBUS(PROcess FieldBUS)方案變成 現(xiàn)場總線標準的技術(shù)基礎(chǔ)。

1 德國聯(lián)邦政府研究與技術(shù)部(BMFT)項目“現(xiàn)場 總線”啟動
為了將PROFIBUS方案轉(zhuǎn)化為一個試驗性標準, 1987年7月14家生產(chǎn)企業(yè)和5家研究機構(gòu)共同承擔了一 項由BMFT——今日的BMBF(聯(lián)邦政府教育與研究 部)促進的合作項目“現(xiàn)場總線(Fieldbus)”。該 合作項目應(yīng)該達到的目標是:
——制訂一項現(xiàn)場總線標準;
——建立驗證實現(xiàn)的測試系統(tǒng);
——對樣板安裝工程進行試驗與演示。
該項目的預(yù)算約為1200萬歐元,于1987年7月至 1990年6月間制訂完畢。根據(jù)項目承攬單位(VDI/ VDE—技術(shù)中心信息技術(shù)有限公司,柏林)的評 估,此計劃在諸多方面是開拓性的,且最終成為 PROFIBUS大獲全勝的基石:從一開始標準就同產(chǎn)品 開發(fā)相伴,而且十分重視通過中小企業(yè)促進基礎(chǔ)設(shè)施 各項措施的落實,為標準的推廣和成果的利用創(chuàng)造了 先決條件。
2 PNO(PROFIBUS用戶組織—PROFIBUS Nutzer Organisation)成立
那么,合作項目“現(xiàn)場總線”運行結(jié)束之后又 發(fā)生了什么?為了保證已經(jīng)啟動的工作能夠繼續(xù)進 行下去,1989年12月11日在法蘭克福成立了PNO(圖 1)。當時共有10家企業(yè)和4家科研機構(gòu)以及ZVEI工 作的正式會員參加了成立大會。
PNO的主要任務(wù)如下:
——促進PROFIBUS在國際上的推廣;
——維護和繼續(xù)研發(fā)PROFIBUS技術(shù);
——在標準化機構(gòu)和有關(guān)協(xié)會中派出代表;
——通過開放性工作促進銷售;
——建立行規(guī)以簡化PROFIBUS的操作;
——認證經(jīng)過檢測的設(shè)備;
——同各國的PNO進行合作;
——對用戶和制造廠的投資進行保護。

3 “少而精”(Small is beautiful)
PROFIBUS企業(yè)團體在最初的幾年里投入了好 幾百萬歐元,以便使PROFIBUS達到一個很高的成熟 度。因為一個開放的通信系統(tǒng)能否給用戶帶來真正的 實惠,更多地取決于它的應(yīng)用之廣泛和技術(shù)基礎(chǔ)之穩(wěn) 定,而不單憑各項功能或傳輸速率的多少。 PNO企業(yè)勇于逆流而上,不是單純地從技術(shù)上 最大限度地提供可以實現(xiàn)的東西,而是提煉最少必需 的和對用戶而言易于消化、吸收和可取的東西。不斷 地創(chuàng)新與改進,有一個穩(wěn)定的開發(fā)平臺,轉(zhuǎn)讓Knowhow, 對用戶的需求持開放的政策,并將反映時代問 題的用戶需求付諸實施,這些就是PROFIBUS成功的 秘訣。
4 會員猛增
PNO成立之后的兩年里就有100家企業(yè)加入了 PNO。1993年從瑞士成立首個國家的用戶組織起, PNO便開始了國際化進程。之后不久,奧地利、英 國和法國相繼成立了PNO。繼1993年歐洲各國的 PNO組織接二連三地出現(xiàn)之后,1994年先在美國, 接著1997年又在中國成立了PROFIBUS用戶組織。 PI(PROFIBUS & PROFINET International)總 聯(lián)合會在今天已包括了遍及世界25個國家和地區(qū)的PI協(xié) 會(RPAs),為用戶和制造廠商提供全球支持和服務(wù)。
5 在制造業(yè)自動化中無與倫比
從現(xiàn)場總線技術(shù)早期的研發(fā)階段以來, PROFIBUS一直得到一些知名的自動化系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè) 備供應(yīng)商的支持。今天的PROFIBUS在制造業(yè)中已經(jīng) 是一種遙遙領(lǐng)先的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。它與眾不同的強 勢在于它的開放性和可互操作性。此外,用戶稱贊 PROFIBUS產(chǎn)品齊全,制造廠商為數(shù)眾多,可以從市 場上為其應(yīng)用自由選擇最為適合的產(chǎn)品。這不僅可以 使供應(yīng)形勢平穩(wěn)、靈活,而且也可以使供貨者之間進 行正當?shù)母偁帲o最終用戶的報價更具吸引力。

6 PROFIBUS開拓了流程工業(yè)
過程自動化有不同的類型。例如,廣為應(yīng)用的 離散過程自動化,其中使用和制造業(yè)中相同的現(xiàn)場 總線。然而,連續(xù)過程和批過程卻提出非常特殊的 要求。其中需要使用一種有2根導(dǎo)線的現(xiàn)場總線系 統(tǒng),它既要承擔數(shù)據(jù)的傳輸,又要負責為現(xiàn)場設(shè)備 供電。此外,該總線系統(tǒng)還必須適用于本質(zhì)安全區(qū) 域。隨著1997年3月“PROFIBUS PA”行規(guī)規(guī)范的 發(fā)布,PROFIBUS開拓了這個極其重要的應(yīng)用領(lǐng)域 (圖3)。PROFIBUS PA技術(shù)基于國際合作研究項目 ISP (Interoperable Systems Project—可互操作性系統(tǒng) 項目)框架內(nèi)的計劃。PNO通過同ISP的合作協(xié)議接收 了ISP項目的研究成果并將由此產(chǎn)生的解決方案融入 “PROFIBUS家族”之中。

7 運動控制與安全技術(shù)
PROFIBUS在電氣傳動技術(shù)中的基礎(chǔ)是行規(guī)
“PROFIdrive Profile”。PROFIBUS在傳動技術(shù)方面 的促進會是“PROFIdrive e.V.”,多年來促進行規(guī) 的開發(fā)與推廣工作。這個獨立的組織PROFIdrive e.V.于1996年7月30日解散之后,并入了PNO。2002 年,行規(guī)3.1版在PROFIBUS DP-V2功能的基礎(chǔ)上引 進了驅(qū)動器時鐘同步操作技術(shù)。2005年發(fā)布的行規(guī) 4.0版將另一個通信系統(tǒng)PROFINET納入其中。當今的 PROFIdrive應(yīng)用行規(guī)在許多應(yīng)用領(lǐng)域中起著中流砥柱的作用。它也獲得了諸如OMAC(機械自動化與控制
組織)這樣的國際組織的推薦。
90年代末PNO是全球市場中第一個著手研究安 全技術(shù)課題的組織機構(gòu)。PROFIsafe技術(shù),即故障安 全通信技術(shù),自1999年公布行規(guī)第一版以來,無論在 制造業(yè)還是流程工業(yè)中,都占據(jù)了主導(dǎo)地位;無論在 PROFIBUS中還是在PROFINET中,標準通信與安全 通信均在一根電纜上共存,這種開創(chuàng)性的技術(shù)給世人 留下了深刻的印象。
除了PROFIdrive和PROFIsafe之外,還有一系 列其他的行規(guī),如編碼器、低壓開關(guān)設(shè)備、稱重& 計量和識別系統(tǒng)等行規(guī)??梢院敛豢鋸埖卣f,沒有 PROFIBUS不能夠解決的應(yīng)用問題。
8 市場說了算
近年來,PROFIBUS產(chǎn)品銷售量一直呈迅猛增 長的態(tài)勢。PROFIBUS近20年中的安裝節(jié)點數(shù)已超過 2800萬,在現(xiàn)場總線方面是無可爭議的世界市場的主 導(dǎo)者。從今后的發(fā)展來看,其增長的勢頭依然強勁。 根據(jù)已使用的PROFIBUS產(chǎn)品數(shù)量,專家預(yù)測,到 2012年P(guān)ROFIBUS安裝節(jié)點數(shù)將突破5000萬大關(guān),與 1999年P(guān)NO成立10周年之際相比,當時的總線節(jié)點才 不過300萬(圖4)。

9 PNO開拓了以太網(wǎng)世界
2000年夏,PNO奠定了又一個劃時代的里程 碑。在一次新聞發(fā)布會上,它宣告了PROFINET—— 一個開創(chuàng)性的和開放性的工業(yè)以太網(wǎng)標準的誕生。PROFINET控制回路于2000年秋問世,與PROFINET 的研發(fā)配合默契。在2001年的漢諾威博覽會上,通過 一個應(yīng)用實例演示了首批產(chǎn)品的可互操作性。2004 年基于RT(Realtime實時)的PROFINET IO拓展 為IRT(Isochronous Realtime等同實時)。如今的 PROFINET以其超過100萬個節(jié)點的優(yōu)勢占據(jù)了工業(yè) 自動化的主導(dǎo)地位。據(jù)PNO專家預(yù)測,到2010年末 PROFINET安裝節(jié)點總數(shù)將達到300萬。 PROFINET從PROFIBUS的Know-how中受益匪 淺,它可以使人們制定出更為靈活的自動化策略, 提供更高級的性能,且可以實現(xiàn)制造過程的完全集 成。PROFINET可以在企業(yè)范圍內(nèi)廣為流行,從而可 以在整個設(shè)備生命周期內(nèi)實現(xiàn)巨大的生產(chǎn)效益和令人 信服的企業(yè)經(jīng)濟優(yōu)勢。
10 通過認證達到優(yōu)質(zhì)
PROFIBUS和PROFINET取得市場成功的一個決 定性因素是PNO有著卓越的質(zhì)量認證體系。其目的 旨在為用戶在將各個制造廠的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)時,提供必要 的安全性。因此,有必要使設(shè)備經(jīng)歷一次內(nèi)容豐富的 測試過程,以驗證這些設(shè)備是否與規(guī)范保持一致。為 此,PNO委任若干企業(yè)和研究機構(gòu)作為不受制造廠約 束的中立的測試實驗室。這一點為用戶和制造廠在 其投資決策活動中提供最高的安全性。
11 2009:PROFIBUS 20周年慶典
今年P(guān)NO和PI要在PROFIBUS誕生20周年之際 以恰當?shù)姆绞綒g慶PROFIBUS的輝煌成就。因此, PNO & PI要舉辦一系列的專場集會。2009年3月11 日至12日在德國卡爾斯魯厄市(Karlsruhe)召開的 這次國際會議拉開了慶典的序幕。會議的標語是: “Excellence in Automation——自動化中的佼佼者”。 自動化中的佼佼者,即走過了20年的PROFIBUS,它 擁有20年的技術(shù)權(quán)威、Know-how和實踐經(jīng)驗。
惠敦炎譯自《PROF IBUS & PROF INE T International:“Excellence in Automation”, 20Janre Erfahrung in industrielle Kommunikation,P.7-12,März 2009》(譯注:譯者對原文略加修補)