编者按：2006年2月26日，由科技部、国家质检总局、国家标准委等相关部门共同组织实施的“十五”“要技术标准研究”重大科技专项顺利通过验收。

    国家标准委高新技术部对此次专项中涉及高新技术领域的课题进行了验收。这些专项课题的研究，大力引导自主创新，积极探索标准研制机制的创新以及运用技术标准维护国家利益的途径，确立了我国在相关产业技术领域发展的主动权，推动了我国产业结构的优化调整，带动了企业自主创新能力的提高。

    2005年11月，国家科技部重要技术标准研究课题《工业控制网络及工业自动化功能安全标准研究》经过验收专家组的评审，顺利通过验收。

    本课题研究侧重于工程实际应用，制定完成了16项我国工业自动化控制领域目前没有却又急需的标准，并在国际标准化工作中取得突破。课题的成果对促进我国自主知识产权技术的产业化具有十分重要的现实意义。

    一、课题的主要研究内容

    本课题旨在建立一套我国自主知识产权的现场总线通信协议及其相关的功能安全标准：完成适合我国工业技术企业开发应用的几种现场总线通信标准协议的转化工作，最终形成我国工业控制网络及工业自动化功能安全标准体系。主要研究内容包括：现场总线技术评价研究、功能安全标准研究、实时以太网通信协议研究、通信行规研究等。

    1．现场总线技术评价研究

    课题组在深入调查和分析了目前国内外流行的二十多种现场总线技术的基础上，完成了《现场总线国际标准研究分析报告》。研究报告是目前国内现场总线领域研究范围最广的技术报告，对19种总线作了较全面的分析和研究，其中给出的建模方法可供用户计算给定条件总线网络的延迟时间等参数，有实际的应用价值：给出的评价总线质量特性的十六个方面，为评价整个总线系统提供了理论依据和前提：参数比较研究是国内首次对多种总线进行的并行式技术比较，可作为用户选型的依据，也可作为科研院所和大专院校的研究参考。

    2．功能安全标准研究

    系统功能安全是保障工业自动化网络正常运行的基础，如何有效地保证系统的各个部件在整体安全生命周期中可靠工作，是目前工业自动化领域面临的新课题。课题组以IEC61508《电气/电子/可编程系统的安全要求》系列标准为基础，针对自动化控制系统“全安全生命周期”的设计、软件组态、供电、通信一致性、设备问的可互操作性，以及系统在集成时元器件、控制设备的选取，用户在购买、安装、维护等方面的安全保证要求进行了深入研究。该项研究提出了针对应用于工业领域的控制系统在新系统设计、组态时，就进行有效的安全设计的思路，同时为用户提供了在签订系统购买、安装、维护、配件更换等方面合同时可依据的安全保证标准，有效地保证了控制系统在“全安全生命周期”内可靠运行。该研究填补了我国在功能安全领域的研究空白。

    3．实时以太网通信协议研究

    制定我国自主知识产权的实时以太网国际标准(EPA)是本课题的主要研究内容。课题承担单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所和全国工业过程测量和控制标准化技术委员会，发挥各方面的力量，历时两年时间，进行了大量的工作，前后4次召集委员会专家对EPA国家标准提出修改意见和建议，组织专家9次参加IEC国际标准起草工作组会议，并积极联络困际标准组织和相关跨国公司争取国际支持。

    在国家标准委和国家科技部的大力支持下，经过我们大量的前期组织和准备工作，终于取得成功。2005年2月26曰．我国自主研发的实时以太网EPA通信协议Realtime Ethernet EPA  (Ethernet forPlantAutomation)顺利通过IEC各国家委员会的投票，正式成为IEC的PAS文件IEC/PAS62409：2005，投票支持率为95.8％。

    EPA通信协议成为IEC的PAS文件标志着我国在自动化技术领域拥有了国际认可的自主核心技术，为我国自动化产品进入国际市场提供了先决条件。同时也为EPA通信协议进入国际标准IEC61158打下了良好基础。通过国际标准的带动和EPA技术自身的发展优势，国内外对EPA控制系统的关注程度都达到了一个新的高潮，EPA产品的开发和应用势头在国内呈现快速发展的趋势。以EPA带动民族产业的发展，提升我国自控系统高端产品的整体技术水平，成为我们面临的机遇和挑战。

    4．通信行规研究

    课题组在现场总线技术评价研究的基础上，选择了目前国内外流行的三种现场总线技术：INTERBUS、CC—LINK和MODBUS进行重点研究，并将这三种技术的通信协议转化为我国标准。先进总线通信行规标准的制定对指导国内工业自动化仪表及系统生产企业的产品开发、促使国内产品尽快提高技术档次、适应市场取得应有的市场份额具有现实的指导意义，同时还有利于国内企业整合资源、减少重复性投资、减少技术投入风险。

    二、课题执行情况综述

    根据专项课题合阿规定的内容和指标，“工业控制网络及工业自动化功能安全标准研究”课题组按照预期目标完成了全部课题任务，并取得了国际标准化工作的突破。

    1．解决的关键技术

    通过项目研究，主要解决的关键技术有：

    ——达到国际先进水平的EPA通信协议，包括：独特的确定性调度方案、功能块技术和简便易行的实现方案等；

    ——功能安全研究，“全安全生命周期”内对系统进行有效的安全保证，对于网络化的控制系统，控制功能分散化后，系统在设计、软件组态、供电、通信一致性、设备间的可互操作性，以及系统在集成时元器件、控制设备的选取等：

    ——通信行规研究，包括：CC-LINK规范、INTER-BUS规范和MODBUS规范等；

    ——现场总线技术评价，包括：物理层规范、数据链路层服务定义、数据链路层协议规范、应用层服务定义、应用层协议规范、网络管理、设备描述、站管理、对象库、电子化数据表、用户规范等。

    2．取得的重大科技成果

    ——我国自主知识产权的国际标准IEC/PAS62409：2005〈RealtimeEther。netEPA(EthernetforPlantAutomation)》：

    ——((现场总线国际标准研究分析报告》。

    3．整体水平及配套性等情况

    本课题的研究成果——基于我国自主知识产权的EPA工业通信协议，设计思想面向工程实际应用，模型设计与OSI和FCS一致，标准方案参考了FF、INTERBUS、PROFIBUs等多种协议模型，有利于与将来修订的IEC61158国际标准协调。EPA工业通信协议、MODBUS协议、INTERBUS协议、CC-LINK协议和功能安全标准构成了我国工业过程测量和控制标准体系的重要支撑。本课题成果整体上达到国际先进水平。课题成果与国家工业自动化控制标准体系配套互补，为全社会信息共享提供了重要基础。

    三、课题成果的作用和影响

    通过本课题的研究，建立了一套我国自主知识产权的基于以太网的工业通信协议及其相关的功能安全标准。本课题的研究成果：国际标准、国家标准和行业标准已纳入到整个国家标准运行机制中去，成为相关各行业共享的技术成果、公共规范和法规。

    本课题立项时就制定了合理和严格的成果共享机制，本着“开放、共享、竞争”的原则，按照课题共享、成果共享和资源共享的形式，不仅对技术信息资料实行全社会共享，而且对科学仪器、测试平台等科研设施实行社会共享、对外开放。

    依据课题的共享方案，本课题的研究成果对行业发展和科技进步起到了卓有成效的推动作用。

    (1)我国自主知识产权技术EPA成功进入国际标准，在自动化领域引起了极大轰动，借助这一轰动效应，课题承担单位一方面通过标准宣贯的形式，宣传EPA技术的开放性和先进性，促进EPA技术向产业化发展：另一方面以标准化为手段，规范EPA产品的设计和开发，促进了EPA技术实现全社会共享，争取更广泛的支持。通过这两方面的努力，EPA技术不断完善、开发商迅速增长、应用工程趋于多样化。

    (2)课题研究成果——《INTERBUS规范》、((MODBUS协议》等现场总线标准的出版，是对成熟技术的社会认可。课题承担单位利用标准宣贯的形式，组织了三次大规模的技术推介活动，邀请各相关领域的专家和用户参与，与国际专家进行面对面的交流，有利地促进了国内自动化应用领域采用国际先进技术，促进了行业技术进步。

    (3)课题承担单位以原有设备资源为基础，借助课题研究成果，逐步建成了国内技术最先进、技术种类最多、通信测试最全面的现场总线演示实验室，可进行互操作性、一致性、互通性和性能测试，具备新产品开发、人员培训和技术服务能力。目前，该实验室已投入试运行，并已无偿向多家企业提供了互通性测试服务，随着课题研究工作的不断推进，测试实验室的功能将逐渐完善，最终将建设成为一个非赢利性、全社会共享的测试实验室。

    课题承担单位按照成果共享机制，以标准化为手段，有力、有序地促进了科技成果的全社会共享。通过本课题成果的推广应用，最大限度地避免了先进自动化产品的重复设计，既节省了人力、财力和时间，又大力推动了各参加单位的规范化、标准化，加速了信息共享的进程。

    总之，本课题取得的主要是公益性的社会效益，其成果的应用前景十分广阔。