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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 34572

  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,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,尤其需要注意延迟和抖动。使用TSNCONTROL ENGINEERING China版权所有, 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, 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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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控制工程网版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,由于该技术基于IEEE标准,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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