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今天来看，以太网被工业用户接受已是 不容质疑的事实。回顾十年前关于以太实时性（deterministic）的大争论，到今天各个公司都在推出和完善自己的以太网相关产品及方案，到很多重点工程项目都采用了以太网，确实是很有意思的变化。我所在的施耐德电气公司还完全开放了基于以太网的Modbus TCP网络协议，并于2004年成为中国国标的一部分GB/Z19582.3-2004。 国内也有公司致力于推出实时性有所改善的以太网技术方案， 我也希望他们能成功。
这篇文章并不想谈论关于以太网本身的技术方案。其实当年以太网备受批评的很多技术缺陷到今天并未被真正解决。但周边技术的进步，如网络交换机的普及在很大程度上弥补了这些缺陷。更重要的是工业用户最终接受了以太网。
总体来看，在小型自动化控制器上集成以太网功能不是一个稳赢不输的决定。
还记得1998年的一个行业展会上，我在展会主题演讲的前一天临时决定换掉原定的内容，并给用户第一次介绍了施耐德电气基于以太网技术的“透明工厂”架构。 其实无论在当时还是现在，我都没觉得我已经很深刻完整地把握住了这个概念的实质以及它给用户带来的价值。这实在是一个很大的课题。
今天我更想谈的是在小型自动化控制器上嵌入以太网功能的可行性。这和我所在部门最近的一些工作有关，可以借CONTROL ENGINEERING China交流一下。
以太网功能对小型控制器的成本影响
对于小型控制器，或者说小型PLC 的设计而言，成本永远是一个重要的考虑因素。现在各公司入门级的小PLC的市场价格已低于1千人民币， 而一个以太网扩展模块的价格却要高于这样的价格，所以我们先来看成本的状况。
小型控制器要内置以太网功能，无外乎两大选择：一是选用已内置了以太网的微处理器做为单一的主处理器；二是增加一个用于专门处理以太网协议的辅助处理器。
乍看起来方案一是很优化的， 但实际并非如此。 处理以太网TCP/IP堆栈对处理器的运算能力和内存容量都提出了较高的要求，因而会要求一个更高端的微处理器和更大的周边系统。同时对底层软件(firmware)或操作系统也带来了多任务的要求， 这是目前很多简单的小型PLC结构所不具备的。
方案二相对灵活一些。虽然需要增加一个新的处理器，甚至可能是一个比原有的主处理器更强的处理器，但对原有系统不用做太大改变。正是基于这个原因，我们选择了方案二。 它的另一个好处是产品能够分成不同的型号，没有以太网功能的成本也就不会增加，因而有或没有以太网功能的控制器可以分别定价。毕竟内置以太网还远远不是小型控制器的主流，做过市场营销的读者也许会比我更了解对它们分别定价是一个基本的要求。
增加一个功能颇强的网络处理器，确实对产品成本带来不小的影响。不过随着上游市场的竞争和发展，这种附加成本会逐步降低。目前适合做这类网络处理器的芯片也有了很丰富的选择。这样一来，我们就有可能在一台几十点的小型PLC上将以太网和非以太网的价格差异缩小到1/3的范围内。
以太网对小型控制器功能和应用模式上的影响
要用高1/3的价格来买内置以太网的小型PLC，用户会期望得到哪些更多的价值呢？ 这是一个非常重要的问题，但这个问题没有一个标准答案。
在提出一些看起来高深的观点之前，我想先说的一个简单直接的答案是速度。 在此之前还真没有哪台小型PLC能内置100M的通讯速度。这么快的速度可以让多台分布控制的小PLC及时地完成互锁、联动等功能，也可以使得人机界面的画面更新大大加快。就像我的一位同事在公司内部BBS上所问的：谁知道这样的量变会带来什么样的质变？
很多人都在谈论以太网的优点是标准、开放。但标准和开放并不是直接产生用户利益的优点。标准和开放在此时此地到底意味着什么？我认为以太网的标准和开放带来了很重要的一点：与互联网的兼容性。互联网、移动通讯的GPRS或CDMA数据网、WiFi等，都是建立在相互兼容的网络和协议基础之上的。
再来看看用户的情况。小型PLC有一个很有趣的特点：它会“旅行”。OEM用户从供应商那里买来PLC，然后将它作为控制部分装进机器里。然后这些机器再被销售到各地去，甚至出口它国，而PLC也会跟着这些机器到达各地。为这些机器提供售后服务，对OEM用户而言可不是件容易的事。我所熟悉的很多行业领先的OEM用户，都有广泛分布的售后服务网点并在各地派驻工程技术人员，运营开销不在小数。
把上面两件事情接合起来，就不难想象：以太网的PLC能够使OEM用户方便地将广泛分布的机器通过互联网连接起来，以改善售后服务的响应，同时降低服务成本。进一步想象还可能会提出，机器本身能够通过互联网与外界互动，例如提供网页供浏览，发出邮件或短消息来提醒等。而在小型控制器上内置以太网则大大降低了构建这种系统的成本门槛。
从最近了解的情况看，已有不少客户在考虑建立类似的广域监控和服务系统，通过互联网辅以GPRS/CDMA的移动数据网连接分布各地的设备。这些设备有些是小型PLC，有些则和工业控制没什么关联。这些客户的需求多多少少证明我们的想象是有一些合理性的。
尽管有了上面的分析和实例，我还是要坦率地承认我并不确定小型控制器内置以太网最终将为我们的用户带来什么样的价值，尤其是在两年前我们决定要开发这种产品的时候。同时，在工业以太网的应用方面仍有不少技术问题需要解决，例如安全问题，网络安全对工业控制的用户来说是陌生的，因而让人担心的因素。除了倍受关注的来自外部恶意攻击的问题，内部节点的异常操作也会对网络的稳定性产生影响。尽管有一些现成的解决方案，但成本能否降到被小型控制器的用户接受呢？别忘了，他们可是已经习惯于用1千人民币左右就买到一台十几点的入门级PLC呢。
不确定的未来
总体来看，在小型自动化控制器上集成以太网功能不是一个稳赢不输的决定。我们觉得会有用户喜欢它，但并不确定是什么样的用户；我们觉得市场会接受，但并不确定现在是不是早了点；我们相信配套的产品和技术会准备好，但还不知道将会是谁来完成这些工作。尽管面对这么多不确定的因素，考虑到施耐德电气在相关市场中的位置和其他的一些判断，我们还是在两年前决定去做这样的尝试，并开发了内置以太网的小PLC，接下来我们将会看到市场是否接受，以及它又能给用户带来什么样的新的可能性。这也是为什么我觉得工作还是挺好玩的原因之一。
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这篇文章并不想谈论关于以太网本身的技术方案。其实当年以太网备受批评的很多技术缺陷到今天并未被真正解决。但周边技术的进步，如网络交换机的普及在很大程度上弥补了这些缺陷。更重要的是工业用户最终接受了以太网。
总体来看，在小型自动化控制器上集成以太网功能不是一个稳赢不输的决定。
还记得1998年的一个行业展会上，我在展会主题演讲的前一天临时决定换掉原定的内容，并给用户第一次介绍了施耐德电气基于以太网技术的“透明工厂”架构。 其实无论在当时还是现在，我都没觉得我已经很深刻完整地把握住了这个概念的实质以及它给用户带来的价值。这实在是一个很大的课题。
今天我更想谈的是在小型自动化控制器上嵌入以太网功能的可行性。这和我所在部门最近的一些工作有关，可以借CONTROL ENGINEERING China交流一下。
以太网功能对小型控制器的成本影响
对于小型控制器，或者说小型PLC 的设计而言，成本永远是一个重要的考虑因素。现在各公司入门级的小PLC的市场价格已低于1千人民币， 而一个以太网扩展模块的价格却要高于这样的价格，所以我们先来看成本的状况。
小型控制器要内置以太网功能，无外乎两大选择：一是选用已内置了以太网的微处理器做为单一的主处理器；二是增加一个用于专门处理以太网协议的辅助处理器。
乍看起来方案一是很优化的， 但实际并非如此。 处理以太网TCP/IP堆栈对处理器的运算能力和内存容量都提出了较高的要求，因而会要求一个更高端的微处理器和更大的周边系统。同时对底层软件(firmware)或操作系统也带来了多任务的要求， 这是目前很多简单的小型PLC结构所不具备的。
方案二相对灵活一些。虽然需要增加一个新的处理器，甚至可能是一个比原有的主处理器更强的处理器，但对原有系统不用做太大改变。正是基于这个原因，我们选择了方案二。 它的另一个好处是产品能够分成不同的型号，没有以太网功能的成本也就不会增加，因而有或没有以太网功能的控制器可以分别定价。毕竟内置以太网还远远不是小型控制器的主流，做过市场营销的读者也许会比我更了解对它们分别定价是一个基本的要求。
增加一个功能颇强的网络处理器，确实对产品成本带来不小的影响。不过随着上游市场的竞争和发展，这种附加成本会逐步降低。目前适合做这类网络处理器的芯片也有了很丰富的选择。这样一来，我们就有可能在一台几十点的小型PLC上将以太网和非以太网的价格差异缩小到1/3的范围内。
以太网对小型控制器功能和应用模式上的影响
要用高1/3的价格来买内置以太网的小型PLC，用户会期望得到哪些更多的价值呢？ 这是一个非常重要的问题，但这个问题没有一个标准答案。
在提出一些看起来高深的观点之前，我想先说的一个简单直接的答案是速度。 在此之前还真没有哪台小型PLC能内置100M的通讯速度。这么快的速度可以让多台分布控制的小PLC及时地完成互锁、联动等功能，也可以使得人机界面的画面更新大大加快。就像我的一位同事在公司内部BBS上所问的：谁知道这样的量变会带来什么样的质变？
很多人都在谈论以太网的优点是标准、开放。但标准和开放并不是直接产生用户利益的优点。标准和开放在此时此地到底意味着什么？我认为以太网的标准和开放带来了很重要的一点：与互联网的兼容性。互联网、移动通讯的GPRS或CDMA数据网、WiFi等，都是建立在相互兼容的网络和协议基础之上的。
再来看看用户的情况。小型PLC有一个很有趣的特点：它会“旅行”。OEM用户从供应商那里买来PLC，然后将它作为控制部分装进机器里。然后这些机器再被销售到各地去，甚至出口它国，而PLC也会跟着这些机器到达各地。为这些机器提供售后服务，对OEM用户而言可不是件容易的事。我所熟悉的很多行业领先的OEM用户，都有广泛分布的售后服务网点并在各地派驻工程技术人员，运营开销不在小数。
把上面两件事情接合起来，就不难想象：以太网的PLC能够使OEM用户方便地将广泛分布的机器通过互联网连接起来，以改善售后服务的响应，同时降低服务成本。进一步想象还可能会提出，机器本身能够通过互联网与外界互动，例如提供网页供浏览，发出邮件或短消息来提醒等。而在小型控制器上内置以太网则大大降低了构建这种系统的成本门槛。
从最近了解的情况看，已有不少客户在考虑建立类似的广域监控和服务系统，通过互联网辅以GPRS/CDMA的移动数据网连接分布各地的设备。这些设备有些是小型PLC，有些则和工业控制没什么关联。这些客户的需求多多少少证明我们的想象是有一些合理性的。
尽管有了上面的分析和实例，我还是要坦率地承认我并不确定小型控制器内置以太网最终将为我们的用户带来什么样的价值，尤其是在两年前我们决定要开发这种产品的时候。同时，在工业以太网的应用方面仍有不少技术问题需要解决，例如安全问题，网络安全对工业控制的用户来说是陌生的，因而让人担心的因素。除了倍受关注的来自外部恶意攻击的问题，内部节点的异常操作也会对网络的稳定性产生影响。尽管有一些现成的解决方案，但成本能否降到被小型控制器的用户接受呢？别忘了，他们可是已经习惯于用1千人民币左右就买到一台十几点的入门级PLC呢。
不确定的未来
总体来看，在小型自动化控制器上集成以太网功能不是一个稳赢不输的决定。我们觉得会有用户喜欢它，但并不确定是什么样的用户；我们觉得市场会接受，但并不确定现在是不是早了点；我们相信配套的产品和技术会准备好，但还不知道将会是谁来完成这些工作。尽管面对这么多不确定的因素，考虑到施耐德电气在相关市场中的位置和其他的一些判断，我们还是在两年前决定去做这样的尝试，并开发了内置以太网的小PLC，接下来我们将会看到市场是否接受，以及它又能给用户带来什么样的新的可能性。这也是为什么我觉得工作还是挺好玩的原因之一。