編者語:ISA100自動化用無線系統標準,在與工業通的復合協議相結合的同時,尋求著一種工業用的無線架構。ISA認為,ISA100無線系列標準的設計目標,是通過使所有工廠過程都符合系列標準,以滿足現今及以后工廠范圍的需求。
ISA100自動化用無線系統標準,在與工業通的復合協議相結合的同時,尋求著一種工業用的無線架構。終用戶、無線自動化供應商、原始設備制造商、系統集成商等,共同創建了一種綜合方法,以期在有線工業應用的工業協議浪潮中尋求庇護。剛剛參加了日本京都召開的ISA100委員大會之后,三名與會者向我們介紹了標準是如何組織、如何發展的,以及現今它如何在ISA中具有比其它標準更快的推廣力。
ISA100委員會市場工作組主席兼FlexWorks解決方案國際咨詢公司負責人Larry Pereira說,ISA100嘗試能讓更多人進行參與,以取得更快的發展。他們的努力似乎取得了成效。ISA100的參與者包括200多家公司的代表,總共600名成員,其中有逾65位具有投票權。
ISA100委員會兩位主席之一,同時也是橡樹嶺國家實驗室的項目經理Wayne W. Manges說,ISA100的個無線標準——ISA100.11a 過程自動化應用無線標準完成于2008年12月,比起其他的ISA標準,它發展得更為迅速。自2005年ISA100建立以來,已經制定了兩份ISA100技術報告。
ISA認為,ISA100無線系列標準的設計目標,是通過使所有工廠過程都符合系列標準,以滿足現今及以后工廠范圍的需求。
約定俗成
不過,標準制定過程中的約定俗成依然存在。例如,通過ISA標準的生命周期:從初的興趣小組,發展成為一個研究小組,終演變成一個工作組,ISA100得到了發展。在這種發展中,成員確定了任務及工作范圍。他們能夠編寫詳盡的技術報告(TR),或推薦實施(RP)文件,又或標準附錄。如果工作組采用標準化語言來編寫標準文件,用以指導人們“應當按這個標準來做”,則需對標準語言進行起草、修改以及贊同。然后,所有具有投票權的成員也需要這樣做,同時進行公開審查,并在標準制定過程中進行數次增補修訂。
“我們制定ISA100是從征求意見稿開始的,任何公司都可以提交。”Manges說。有的公司不這樣做,理由是涉及到知識產權。“ISA100利用了ISO的7層通信,而我們也明確地解釋過,不保證標準使得某個公司擁有所有七層的全部所有權。我們選取的,是每一層中級別佳者,也因此獲得了某些廠商提供的大量幫助。”Manges說。(他對無線領域的投入,是從9年前的DOE工業技術項目之后開始的。此項目將系統精度及能效與執行傳感器的數量掛鉤。他指出,實施無線技術,能使得增設傳感器更具成本效益。)
ISA100的使命是提供各車間之間的通信及控制系統的無線連接。
Pereira說,由于ISA在產業空間中口碑很好,更容易越競爭觀念。“用戶開始意識到,這個標準是開放的,任何人都可以在任何時候毫無阻礙地進行參與、分享和貢獻,他們可以通過互相搭配來滿足自身需要。這是一種更高形式的合作過程。”
ISA100委員會的另一位主席兼埃克森美孚研究工程公司首席儀器工程師Patrick D. Schweitzer說,標準進程中包含著多數人的意見,有時感覺像在牧貓。國家標準與技術研究所(NIST)在Smartgrid研討會中指出,財團能夠推動規范更快地發展,但他們需要付費來獲得參與權。“在ISA中,”他說,“我們可以獲得者好的幫助,雖然時間可能有所延長,但可以確保制定出可靠的文案。”
在2009年1月舉行的委員會會議上,Schweitzer說,埃克森美孚參與了ISA100的發展工作,因為他們認為,“依賴那些我們沒有參與過或不具有影響力的專用或財團規范,對我們未來的安全、保持卓越的承諾以及提高利潤來說,是一種風險。參與ISA的發展工作,將是我們保持自由運作以及提升運作能力的佳抉擇。”
ISA100工作組情況
ISA100下面分為多達逾12個按主題進行分類并以數字編號來命名的工作組(WGs)。其它制定標準化文件的工作組也將獲得一個以ISA100.XX形式命名的編號。以下列舉了部分工作組及其職能。
WG1:ISA100.1,統籌。整合所有標準,并促進新工作組的形成。它擬定了一份為儀器技術員提供幫助的技術報告,名為“ISA-TR100.00.01-2006-自動化工程師無線技術指南部分:無線通信物理學指南。”
WG2:技術RFP評估標準(TREC),“授權”工作組。對使用者團體發展無線需求進行許可。Manges說,由于現今的ISA100.11a已包含了所有規定的要求,因此這個工作組并不活躍(也不需要活躍)。
WG3:ISA100.11a,過程用無線。“用戶團體一直要求在100毫秒或更長時間遲延的工業環境中使用無線傳感器技術,并且重點在非關鍵或低風險應用上。” Schweitzer說。
ISA100.11a的功能,是為設備及應用中的復合工業協議提供支持。
份草案產生了2,500條意見,為提高可讀性而作了大量的修改。草案稿第2版得到了通過,并進行了ANSI公開審查投票,意見征求于2009年5月25日截止。版投票,只有近三分之二投了贊成票;而第二版的贊成率為81%(24票中的23票贊成)。Schweitzer說,終版預計將在2009年7月報送到ANSI標準與實施部門。但是,不待終版開始實施,使用WirelessHART的公司就已經開始按標準進行發展。Schweitzer說,一些成員公司稱,已經制造出符合ISA100.11a或在對固件進行微小改動之后即可符合ISA100.11a的產品或樣機。他還補充說,中國科學技術研究院也正在制造對標準進行測試的設備。
WG8:解決用戶需求,包括電池壽命等。
WG12:ISA100.12,集合WirelessHART。成員已經進行了逾一年時間的會商,探討ISA100.11a和WirelessHART如何能共同工作。新的觀點是著眼于雙重啟動設備,可實現雙棧同時工作。這樣,HART便能維護其知識產權,Schweitze說,同時也使用戶對協同性感到滿意。他還補充說,工作組正在邊對比邊完成目標文檔。兩者之間的一個不同之處,便是WirelessHART需要路由器,而ISA100.11a不需要。
WG15:無線骨干網/無線回傳。在網關背后進行改造,以取代連接到控制室的有線以太網。Manges說,“這是一種全新的需求”。它涵蓋了安全、視頻以及掌控多種協議的能力。
WG16:工廠自動化。將制定無線工廠自動化的規范標準。除其他方面的差異外,比之ISA100.11a具有更嚴密的適時性。現在規范文件正在起草中,參與者包括汽車制造商Proctor & Gamble以及其他離散自動控制廠商。
WG21:人員及資產的跟蹤和識別。包括RFID和其他方法。這個小組也制定了相關技術報告。
共存:Manges說,它描述了兩個不必相互合作的網絡如何繼續在同一環境中共存,例如,ISA100.11a如何在已存在WiFi的環境中繼續運作。“相比之下,互操作性是確保合作網絡可以有效完成他們共享功能的一個方法。”
商業化:出了標準的范圍,認證小組將著眼于規范之內的選擇,以及確保不同廠商設備之間的互操作性,Manges說道。ISA100 Wireless Compliance Institute作為認證組之一,現今正在進行一組測試的開發。