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时间敏感型网络给工业物联网和制造业带来的好处

来源:控制工程网2018.04.08阅读 20765

  时间敏感型网络 (TSN) 最终将从构思阶段转移到确定性网络的主要阶段。IEEE TSN工作组已完成了实施TSN所需的核心标准, 业界已开发出支持TSN技术的首批产品,并正在进行仿真和演示。这些技术的广泛应用,正是过去经常讨论的全面的工业物联网革命。
  完整的时间敏感型网络的实施,需要分成几个阶段进行。企业不能仅仅对遗留的老旧系统进行技术升级。虽然企业无法立即更换现有的设备, 但它们必须改变基础设施, 使机器能够更有效地相互通信。许多制造商已经看到了标准化以太网在运营中所带来的好处, 并且不需要完全不同的网络来支持时间关键和最优的以太网通信。


  时间敏感型网络的优势是双重的。首先,它基于标准以太网。在标准以太网上的通信流量(如视频和 HTML),可以与具有高优先级确定性以太网如运动控制等CONTROL ENGINEERING China版权所有,共享物理网络。这一点很重要, 因为那些需要确定性服务的工业产品,现在是网络的一部分控制工程网版权所有,尤其需要注意延迟和抖动。使用TSN, 连接到网络的所有设备都可以是经过验证的体系结构的一部分控制工程网版权所有, 而不是孤立的。
  时间敏感型网络在任何时候都可以设定的速度运行,不会停滞不前。精确的调度可以加快、减慢任何信息包的交付www.cechina.cn,还可以对其进行优化。即使在它容纳更多设备的场合,它也几乎没有抖动。它可以同时接收和解释所有数据,在传输前计算出需要花费的最大时间, 并将所有信息无缝地传播到需要去的地方,而不是使用相同的时间处理每个包。
  这项技术必不可少, 因为随着更多的设备接入网络, 需要中央 "枢纽"来指挥所有的列车并确保它们按时到达正变得越来越重要。

  从概念到现实
  工业4.0 中最重要的概念之一,是所有供应商都能操作的标准技术。不是使用十几个现场总线协议,那只会将公司限制在与某个供应商做生意 (或需要转换设备),工业4.0 的原则强调统一标准,让每个人都进入到数字时代。这就是为什么时间敏感型网络是一个如此有价值的概念,这也是在制定标准的过程中,为什么它得到如此多的关注的原因。
  更迅速地将技术转化为现实的是强有力的协作。网络基础结构的提供者必须与客户和自动化供应商紧密合作。如果这种合作按照所需的方式发生,广泛应用就可能在两年内发生,未来5年内时间敏感型网络应能发挥更多的潜力。
  突破的第一步就是继续采用OPC统一架构 (OPC UA)。一旦OPC UA将功能集成到一个框架中,它就应该配置时间敏感型网络。


虽然公司无法立即更换现有机器,但它们必须改变基础设施,使机器能够更有效地相互通信,从而发挥TSN和IIoT的优势。图片来源: 思科公司


  为什么IEEE标准很重要
  在很多方面,TSN的成功被归结为效率。这将有助于指导工业物联网充分发挥其作用。另外,由于该技术基于IEEE标准CONTROL ENGINEERING China版权所有,因此所有公司都可以参与。这就意味着有很多供应商,可以提供更广泛的产品,来支持时间敏感型网络。如果没有这种生态系统存在,就不会有大量的公司跟进、实施这些技术。具有互操作性—实质上是所有供应商都必须遵守的标准--将推动该行业开发支持TSN标准的产品。
  很明显, 当IEEE TSN工作小组完成实施时间敏感型网络所需的核心标准时,工业物联网的功能很快就可以付诸应用。随着第一批时间敏感型网络产品的部署实施,我们越来越接近这一现实。 (作者:Albert Mitchell)

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