关于自动化知识的“普及”在自动化层面， 上面大家都用ERP，这两三年兴起用MES，我们的理解是，有了基础自动化后，或者说自动化达到了一定层面后，才有了数据向上传的必要性和可能性，否则的 话，你在底下都没有联上网，数据都没有去共享，那你的树基本上是一个个的信息孤岛，你也无法达到数据共享，必须是在这个自动化层面上达到一个通讯联网的可 能性。

上层为以太网，下一层为现场总线，下面是I/O 总线。对数据量很大的情况下，我们首先会考虑以太网，以前最担心其实时性、可靠性等，因为它是由办公室发展来的。现场总线可以保证非常精确的实时性。

还 有是二进制的总线， 如DeviceNet 或是ASI，可以把传感器直接连在如ASI网络上面。以前大家还是喜欢把分布式I / O 如E T 2 0 0 挂在ET200S，把I/O 的栈放在了现场，然后我们在就近放I/O点，但实际上本身还存在着二进制的I/O总线，把所有的传感器串成一个网，然后通过网关接到更高层的网络，所以从 网络拓扑来说，这三层网络可以解决一些非常复杂的控制。

谈到现场总线，我们就不得不提到国际标准（IEC标准），以前分成二、三种阵营，谁 都把谁替代掉——我们的总线一旦成为国际标准，剩下的总线就没有活路了，但实际上，经过几年来的发展，通过投票表决，决定在一个IEC 标准下，并存8 种总线标准，每种标准都有它自己的行规和自己的定义。这是为什么呢？因为，现实中工业的门类或者说是行业是较多，而每一种总线最初的研发目标也是不同的， 可以说是为了各自既定的服务目标（行业）而开发，因此，它能在一个或几个方面解决很多问题，也正因如此，它也才能成为事实上的标准。所以最 后，IEC61158 选了一个综合的方案（即包含8 种总线）。在中国，标准方面则是吸取了IEC的经验，把IEC标准直接翻译过来。可以说Profibus CP?率先在中国成为原机械工业部的一个行业标准。当然，IEC 的标准也是在不断地发展，从以前的8种总线到现在的10种总线。

关于以太网和现场总线

在 实际应用中，我们已经发现了一些行业既可以用以太网也可以用现场总线。当然，以太网和现场总线毕竟还有一些区别，比如，在做某个项目或是瞄定某一个行业 时，可以从性价比或延续性上去做一些考查。比如说，现场总线（Profibus）的I/O非常地成熟，它的成本也很低，而以太网则必须带几个PLC 下去，当然，控制上讲，毫无疑问是可以的，但成为就会很高，因为在特定的行业中，它的实时性的要求并不一定很高，信号晚来1s 或3s 无所谓。此外，除了实时性，还有一个确定性，从速度上讲，现在百兆以太网都已经出来了，千兆以太网产品也正在上市，现场总线Profibus 已经是最快了，12M/s ？？ bit，这已是业内最快的总线标准了，CC-Link 好像是10M，ControlNet好像是5 兆多，其实就速度来说，这些都已经挺快了。对于现场总线来说，它的每一个数据包里面的字节数是不一样的，但要尽可能做到比较少、传递速度更快，以求在时间 确定性和时间实时性上得到尽可能的保证。而对以太网来说，则是针对大数据量的，比如现在都有了千兆以太网了，说明速度没问题，但在以太网最早出来的时候， 在机理上面，在没有光纤交换机的时候，它有碰撞域，也就是说两个节点之间的距离有限制；变成了交换网络后，距离上不存在问题了，碰撞域的概念也模糊了，但 还是存在着一定的时间上的不确定性，打个比方，你可能一辈子都碰不到数据堵车，但一次数据堵车就有可能把整个化工厂“废掉”，正是因为这种不确定性，所以 在流程工业的现场控制级，以太网还用不上，但在流程工业的上层网络还是没问题的，在几个PC 之间，用以太网通讯，把工业数据变成厂长可以直接看得到的实时数据，这方面还是可以的。 但在三个控制器之间进行通讯或进行联锁的话，谁都不敢拿以太网来做，反之用现场总线则可以。

技术的发展是很快的、日新月异的。在我们的产品线中，象ASI 总线、Profibus和以太网，其应用范围会有交集。每个产品有针对性，只不过现在许多自控界的老前辈们在探讨以太网技术的发展以后有没有实现“一网到底”的可能。

当 然，现场总线技术本身也是在不断地发展着的，为人们带来了设计和实施解决方案的便利性，它也提供了向上层以太网迁移的机会。很难想象，把一个工厂已经运行 了5年的总线系统全拆掉，重新建一套系统，那就要求供应商应能提供如何把原有的一套系统向上层系统迁移的技术，这样，原有的投资才不会浪费。在做这方面生 意的时候，你必须让你的客户确信你的总线有前途，面且它向上走和向下走都有自己的解决方案，今天买这套系统不后悔，明天也不会，因为它具备了可延展性。

谈 及Profibus，我们现在的宣传口号是唯一既适合流程工业，又适合工厂自动化的一个总线，因为在这里面，以前我们有过一种称呼即Profibus PA，另一种叫Profibus DP（可调，最快可达12M/s bit，最低到9.6k/s bit，依据的远近和传输的介质而言，速度可调）。但对流程工业来说，不必须涉及到防爆区的问题。由于线路是带电的，而DP这里供电和信号是分开的，但在 防爆区的仪表里，一根导线既是供电线也是信号线，这里就需要对供电电压和功率有一个很严格的限制，否则的话，现场万一短接或短路，就会引发事故，因此需要 一个完整和严谨的拓扑结构在其中。可以说，基于Profibus，我们可以提供一个完整的、从流程工业防爆区，一直到工厂自动化领域的解决方案。

就我们的理解，对于一个现代化的工厂，它大致会分成四大部分（请做图），一开始是原材料储运（油库或原料库，或是含泡沫或粉尘的物流仓），二是粗加工，三是精加工（如裂化），四是针对成品的包装或物流。

在第一部分，FA 的成份多一些，但也有混合型自动化的成份，第二、第三部分，特别是精细加工则更多地指向流程工业过程自动化（PA），而到了包装阶段，则更多地倾向于工厂自动化了（FA）了。

以前的方式中，可能会有PLC和DCS的更多参予。西门子方面，我们提供的Profibus可以面向流程工业和工厂自动化，同时我们提供完善的基于以太网的技术，这个以太网实际上跟办公室的不一样，确切地说应该叫作。

工业以太网

它 在设计上和普通的以太网是有一定区别的，在抗电磁干扰、温度、防潮、防震上面有很大的区别。另外，区别工业以太网和标准以太网产品的一个地方，就是供电电 压。工厂自动化中，通常是24v/DC，办公室里用的，通常是220v/AC。另外，同样都是光纤交换机的夹装方式也是不同的。我们可以提供两套完整的解 决方案，可以保证：只要仪表厂商或DCS 厂商在采用同一种标准时，它工艺数据和控制数据是可以串起来的。而西门子基本上从PLC 到DCS 都有其全系列的产品。

由烟厂项目谈MES

青岛某烟厂的MES项目，就是我们西门子在中国 实施的第一个MES项目。本身西门子在烟厂的份额很高，因为烟厂传统上讲属于工厂自动化的范畴，我们国家的烟厂目前来看大部分的设备和系统是引进和改制 的。烟厂要求卷烟的速度非常快，3-8 年，设备可能就要更换，一般不允许停车检修3个小时之类的情况发生，总之是用最好的设备、最高的速度实施最有效率的生产，尽快收回投资成本并赚取利益，从 此意义上说，对系统、设备、配件价格的要求不是很荷刻，它要的就是最新的技术！甚至于西门子的一些新（非标准）产品，都是根据烟厂的实际需要而专门研制 的，你烟厂需要什么东西，我就帮你做。但这样做也好，慢慢地这些产品和技术就会迁移到其他一些行业中。由于国内许多烟厂引进了国外的设备，这些设备中的相 关系统和产品与西门子有关，因此西门子在中国烟厂中的比例较大。这也帮助我们拿到了第一个MES 的项目，即青岛颐中卷烟厂的MES 项目。

一 般来说，MES是在ERP与FA之间的一个执行层，ERP 当然有许多的数据显示，但最重要的是要有数据上来。以前缺少执行级时，你的工艺数据上来，要么是读不懂，要么是反馈或执行上有问题。而MES则是一种模块 化的软件，里面有各种各样的工艺软件包，比如侧重于供应链管理的、财务的，可以量体裁衣，根据你具体的实施，一步步地把MES 做大。总线属于自动化里面的控制级，仪表属于检测级和执行级。

流程工业对供应链的要求很高，MES 要想做好，必须由有自动化背景的公司来做为更好。ERP 当初是由有IT背景的公司搞出来的，但他们对自动化层的理解不够，所以，它想把MES做好并不容易，也许因此吧，国内这几年开始慢慢注意到MES 这层的重要性，但到底谁能把MES做好，说白了，都不太有经验。西门子而言，在国内也是刚刚做第一个，对我们而言也是全新的尝试，这就需要西门子全球背景 （专家）的支持。西门子做了150 年的自动化，对自动化的理解应该说很深，可以结合现在的IT技术来做MES这样一个中间层，当然需要解决MES 与ERP的链接问题，同时，应明白工艺要求在什么地方，需要取控制器里什么样的数据、控制器中数据包的结构应该是什么样的，这些要做一些基本定义，同时， 关键是在实施的时候，要向甲方提出很多的问题，核心是甲方到底要实现什么东西？我们才能知道给甲方配的组件应该是什么样的组件，该如何定义等。所以说，这 是一个很复杂的过程，需要用户提出非常具体的工艺要求，即要有用户需求分析。

反过来，MES的推广和普通的PLC的推广的模式已经不一样 了，在MES推广中，用户需要的是一个专家级公司，它所能提供的应该是一种咨询服务，实际上，以可以看到，在IT业中，IBM和HP为什么能做得好？那是 因为它的很大一块利润或业务来自于咨询服务，你可以买很多很贵的硬件，但把它们联起线来，软件互相不匹配也没有意义。在这一过程中，就不是每个人都能当专 家了，所以IBM和HP就为很多企业级的用户提供IT 外包服务，这其实对厂商来讲也是合算的。所以这类咨询业务会慢慢上升，而且我们注意到，你卖硬件产品，利润越来越低，主要缘于在这个层次上竞争对手太多， 但如果能以专家级软件解决方案供应商的形象出现的话，那在这个新层面上的竞争对手一是要少，二则都是重量级的。另外从服务角度来说，这种做法涉及不到固定 资产的问题，赚了钱纯粹就是利润，靠的东西就是知识财富。因此，我个人认为这种咨询类的服务或者说是业务将会成为西门子未来的一个发展方向。当然，我们也 看到了一些同行也在慢慢地介绍自己的MES 来中国，AB 也好，GE 也罢，都在做一些收购工作，以使自己的产品更丰富。

由CBA引出的另类MES观

当 然我们在红河烟厂的项目是CBA项目（基于组件的自动化），我们目前正在考虑和实践的是从分散式控制到分布式控制，最早以前是集中式控制，所有的导线全拉 到控制室里面，然后开始有了分散式控制，一根总线下到底，把数据量采集进来，这就是分散式控制。分布式又不一样，它实际上是把控制功能按工艺需要，如一条 生产线，有拆包、分拣、打包等工艺过程，我们可以按照这套工艺分段，这样对工厂来说的好处在于：一条生产线被分拆成几个部分，这几个部分可以让不同的机械 制造商投标来做，但如果一开始没有总体的控制思路的话，设备来了以后可能要花很多时间来调通它，甚至还需要中央PLC 和站，进行通讯。但现在可以不要PLC，而把控制任务放到一个小PLC 中，你只需要把你的拆包机做好，再给我一个软件接口，在图上可以看到像管脚一样，我根本不关心你里面的程序怎样，我需要的是你给出对各个管脚的定义，最后 在我的软件全图上来说，就是一个个不同的的组件，我只需很简单地像软连线一样，从逻辑上把这几个管脚定义好，简单地说，这样地话生产线就可以转起来了。对 工艺工程师来说，他调试起来会非常地快，因为对拆包这一块来说，等于是设备出厂时就已经调好了。这就给工厂节省了许多投资，节约了时间。

这里也会引出来ProfibusNet的概念来，也是基于Profibus的。

近 几年，提出MES是产品本身有一个技术的发展，如总线的发展我们从早期的profile bus 到profinet甚至到现在出现的profi base，因为profi bus是一直在发展的，现在我们需要做的是在profi bus上增加一个安全标准。以前我们看到的是安全系统和总线系统是两条系统线，而现在profi bus 可以是一根线有两个协议。这一状态的好处是可以减少投资，以往在工厂生产是只考虑能生产就可以而并不考虑安全因素，当时可以在系统中多加30%就可以保证 了安全，但是这样一来成本就被提高了从而提高了产品的价格，所以厂商是不会采取这种做法的。现在由于产品的技术比较成熟了，不需要以往的两套PLC，一套 生产控制，一套安全控制，而只需要安装一个I/O模块，换掉一个CPU 这样只需采用一套profi bus就可以达到安全标准。安全也是分等级的，有3重冗余，2 重冗余。产品现在可以提供solution了，这是一个发展趋势。第二个是对MES产品的研发，是在使用了ERP 后并没有什么改观，M E S 的出现是在使用E R P Automation解决不了而需要一个中间的软件层来做。另外在5 年前还没有MES，即使有也一定不会被采用，因为最底层的基础自动化还没有成熟。所以使用MES说明我国的自动化行业的发展很快，而用到MES 的厂商通常都是基础自动化改造已经基本完成的钢铁、烟草、石化等行业，需要前沿的技术。所以说我认为工厂企业对MES 的使用是由需求决定的。现在中国的市场已经引起了世界的广泛的关注，中国的业务量已经达到了足以引起注意的水平。中国近几年的经济收入增长很快，但比起德 国和美国这些发达国家中国的自动化份额还很小。PLC 的发展是个趋势，现在大家对PC机还持怀疑态度。中国的用户已经开始采用基于PC的控制，因为它在数据采集的同时还有很强的分析能力，可以海量存储，还可 以作到运动控制。我们在国内做了很多PC BASE 的控制，大多是用在食品包装，因为数据量比较大，还有一些高档的注塑机，一般认为如果与运动控制相关时大多采用PC 控制，还有当涉及到做质检和质量分析时，如果用PLC 做这些工作非常困难，质量分析是需要大量的数据，但用PC控制就很容易了。

数据采集是否已成为管理？

数 据采集的最终的数据是为决策层提供理论数据，而不再需要看报表，因为我们知道看报表会置后，另外直接看采集上来的数据克服了凭感觉做决策的缺陷。而MES 和ERP是提供科学的理论数据，在使用MES和ERP时关键是看实施的水平。如果非要将仪表和管理联系起来我认为仪表是管理层的触角，只有仪表比较精准， 数据才有效。如果仪表误差很大或者没有一个现代化的总线技术，那么维护成本就可能会很高因为在工厂实施MES和ERP就需要把工厂的能耗降到很低。这里的 能耗有些是不可见的，比如供应链管理提升了一个水平以后， 另外是一些仪表在现场的成本和维护成本。如果应用了总线技术维护的工作量就少了，而且现场仪表对它自身的故障是可分析的， 可以对它运行的次数作以统计在仪表发生事故前就可以对其进行检修。现场仪表与以前的仪表有很大区别，已经可以预料它可能会发生什么事故，而赶在事故发生前 处理。所以有了这样的仪表，工厂的停机事件就可以大大减少，而且设备的完好率得到了很大的提高，所以数据采集就比较精准设备永远处在最优的工作状态下。仪 表跟现代管理是密不可分的。现在的自控系统的发展和现代管理的发展是适应现代化企业的需求。

关于FA/PA的小区别

实 际上，FA和PA针对的是两类不同的客户群，这两个行业中的要求对象是不同的，我的理解，PA（过程自动化）侧重的是对连续量的控制，有很多技术是和FA 不一样的，有很多很多的联锁，这里面，冗余显得非常重要。另外，会有很多防爆区，它对仪表、对供电电压是有限制的，它需要本安设备。

对FA来说，如果说PA中主要的元素是仪表的话，那么FA中主要的元素便是传感器、接近开关，见不到仪表。