Fieldbus ili bojno polje?

Koliko dobro poznajete istoriju? Da li znate za francusko-nemački rat koji se vodio ‘80-tih godina dvadesetog veka? Možda se bolje sećate velikog svetskog rata koji je započeo nekoliko godina kasnije? Nemojte biti zbunjeni, ovde se ne misli na oružane sukobe suprotstavljenih armija. Borba o kojoj pričamo se vodila na tehnološkom bojnom polju, na polju prihvatanja svetskog standarda za fieldbus protokol, gde je pobeda trebalo da omogući osvajanje svetskog tržišta.

Stvaranje ove nove i dinamične tehnologije nije išlo u pravcu unifikacije fieldbus protokola. Proizvođači procesne instrumentacije i njihova udruženja su tokom poslednje dve decenije razvili preko sto različitih protokola. Sa tih pozicija se do danas vodi međusobna borba oko zauzimanja svetskog tržišta i podele sveta na interesne sfere. Često se kaže da fieldbus protokoli ne služe samo da komunkaciono povežu uređaje već i da čvrsto i dugotrajno vežu korisnika za određenog proizvođača, U poslednje vreme proizvođači se često opredeljuju da podrže više od jednog standarda i tako učine svoje proizvode konkurentnijim. Treba reći da potencijal rasta ovog tržišta još nije iscrpljen. Radi ilustracije, samo evropsko tršište će prema predviđanjima do 2008 godine porasti u odnosu na 2001 godinu za oko 250%.

 Kako je počelo?
Fieldbus je opšti naziv koji opisuje digitalnu komunikacionu mrežu za povezivanje procesne instrumentacije i upravljačkih sistema. Razvoj ove tehnologije, započet ‘80-tih godina prošlog veka, bio je pokrenut željom da se povećaju kvalitet i efikasnost proizvodnje i vođenja procesa uz smanjenje troškova instalacije i održavanja. Cilj je bio da se analogni standardi efikasno zamene digitalnom tehnologijom. Oprema je postajala pametnija ali i kompleksija, sa više funkcija ugrađenih u kontrolere, pretvarače i aktuatore. Tako se ubrzo pojavio problem nekompatibilnosti opreme različitih proizvođača. Čitav skup novih kontolnih, servisnih i dijagnostičkih funkcija, ugrađenih u proizvode sa različitih strana sveta, nije mogao efikasno da komunicira među sobom jedinstvenim jezikom. Ono što je trebalo da bude prednost, postala je kočnica dalje popularizacije fieldbus tehnologije. Stvorila se potreba za uvođenjem međunarodnog standarda koji bi na strogo formalan način definisao novi jedinstveni fieldbus protokol.

 Nemačko-francuski fieldbus rat
U drugoj polovini ’80-tih, na početku nastojanja IEC-a da se izvrši standardizacija u okviru tehničke komisije TC65C, razvoj fieldbus sistema je uglavnom bio evropski projekat oslonjen na akademska istraživanja i na nekoliko projekata finansiranih od strane proizvođača opreme. Rezultati koji su obećavali dolazili su od francuskog FIP-a i nemačkog PROFIBUS-a. Oba protokola su ubrzo formalno prihvaćena kao standardi u zemljama iz kojih su potekli: FIP u Francuskoj, a PROFIBUS u Nemačkoj. Iako različiti u koncepciji i primeni, oba standarda su od strane nacionalnih organizacija predložena za međunarodni standard. Izbor evropskog i svetskog standarda je postalo strateško pitanje Nemačke i Francuske i borba je počela.

Sa jedne strane PROFIBUS se zasnivao na ideji distribuirane kontrole i u svojoj osnovnoj formi je zadovoljavao objektno orijentisanu vertikalnu komunikaciju u skladu sa klijent-server modelom u duhu MAP/ MMS specifikacija. FIP je sa druge strane razvijen sa centralizovanom kontrolom šemom, sa strogo definisanim mogućnostima upravljanja u realnom vremenu i sa posebno definisanim modelom horizontalne komunikacije po principu producer-consumer (proizvođač-potrošač). Očigledno je bilo potrebno kombinovati dobre strane oba protokola da bi se formirao univerzalni fieldbus standard. Ali svaki od konkurenata je imao svoj predlog. Tako je FIP predložio proširenje u obliku WorldFIP standarda sa klijentserver modelom dok su na drugoj strani bio ISP projekat koji je trebao da pokaže da PROFIBUS može biti unapređen u producer-consumer komunikacioni model. Usledio je dugi niz godina rovovske borbe između francuskih i nemačkih stručnjaka koji nije doneo skoro nikakve rezultate.

 Rat se širi
Američka organizacija ISA je kroz svoj komitet SP50, u to vreme, imala značajan uticaj na određivanje IEC slojevite strukture za fieldbus standarde kakvu danas imamo: Fizički sloj, Sloj podataka, Aplikativni sloj i Korisnički sloj. Inicijativa je bila na drugoj strani Atlantika. U septembru 1994 godine grupa američkih firmi je ujedinila ISP projekt i WorldFIP NA sa namerom da definišu novi fieldbus standard. Tako je rođen Foundation Fieldbus (FF) koji je ubrzo postao glavni konkurent evropskim nacionalnim standardima. Za to vreme u evropskom CENELEC-u su došli do zaključka da se ne može pronaći rešenje za univerzalni evropski standard za fieldbus pa je usvojen predlog da se svi predloženi standardi jednostavno prepišu u evropski koji je tako postao prosta kopija nacionalnih standarda. U kasnijim fazama procesa standardizacije, tokom 2000-te godine, Britanski nacionalni komitet je odigrao ulogu advokata američkih firmi i obezbedio da Foundation Fieldbus, DeviceNet i ControlNet takođe postanu deo evropskog standarda.

Dok su evropljani bili zauzeti standardizaciom sopstvenih fieldbus protokola, Foundation Fieldbus je na osnovu FIP i PROFIBUS-FMS pripremio predlog svetskog standarda IEC-u. Predlog nije sadržavao PROFIBUS i kada je 1996 dat na glasanje zemlje u kojima je PROFIBUS bio dominantan organizovale su opstrukciju i sprečile usvajanje predloga. Imperija FF je uzvratila udarac nizom pravnih trikova da spase standard. Glasanje o standardu se pretvorilo u ozbiljnu političku igru koja je pretila da sruši ugled organizacija sa standardizaciju.

 Kompromis
Sredinom juna 1999 godine “Akcioni komitet” IEC-a je odlučio da nađe izlaz iz situacije u kojoj se našao. Nakon mesec dana predstavnici glavnih učesnika u raspravi oko međunarodnog standarda za fieldbus (Fieldbus Foundation, Fisher Rosemount, ControlNet International, Rockwell Automation, PROFIBUS user organisation, Siemens) potpisali su “Pismo o razumevanju”, koje je trebalo da stavi tačku na fieldbus ratove. Solomonsko rešenje je nađeno u tome da se napravi veliki i obuhvatan IEC61158 standard koji obuhvata sve fieldbus sisteme. Za razliku od CENELEC rešenja, gde su kompletne specifikacije bukvalno kopirane u standard, IEC je odlučio da očuva postojeću strukturu koju čine Fizički sloj, Sloj podataka, Aplikativni sloj i Korisnički sloj, sa podelom na servise i delove protokola.

Da bi se različiti protokoli uklopili u ovu strukturu definisani su takozvani “tipovi”. Uz veliki napor i u vremenskom tesnacu predlog je završen, dat na glasanje i prihvaćen kao standard 31. decembra 2001 godine. Simbolika ulaska u novi milenijum bez sukoba je bila očigledna.

 Epilog
Naravno da ovde priči nije kraj. Ona traje do današnjih dana. Svetska industrija ipak živi i to vrlo uspešno uprkos IEC61158 standardu sa 8 različitih fieldbus sistema i postojanju još stotinak nestandardnih koji uglavnom nisu međusobno kompatibilni. Svaki od fieldbus standarda je uspeo da pronađe svoje mesto i oblast primene. Jedni uvećavaju svoj udeo dok drugi nestaju. Tržišna utakmica među proizvođačima i standardima pravi selekciju koje će možda u budućnosti dovesti do unifikacije.

Ovih dana u okviru IEC-a se vodi jedna nova bitka u koju se polažu mnoge nade. To je bitka za standardizaciju Etherneta u industijskom okruženju koja bi mogla da znači pomirenje trenutne raznolikosti i ostvarenje sna o jedinstvenom fieldbus standardu.


Više informacija: DECODE doo, Bul. Zorana Đinđića 12E, 11070 Novi Beograd, Srbija, Tel./Fax. 011/311-00-27, 311-56-26, Email: office@decode.rs, http://www.decode.rs/