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IIoT时代的以太网与可靠性提升

来源:控制工程网2023.11.02阅读 3496

  不断改进制造工艺、提高竞争力的需求,正在推动工业通信的进步。以太网发展迅速,已成为工业系统的一种默认配置。虽然发展较慢的自动化市场仍在以10或100Mb的速度运行,但信息技术(IT)领域正受益于1到10Gb的网络。一些工业网络已经开始支持1Gb。增加带宽虽然可以处理更多流量,但在要求可靠性为100%的领域,这对提高可靠性几乎没有什么帮助。
  如今,用户可以通过首先了解哪些产品将使用网络,然后协调他们对网络的需求,再将以太网的可靠性设计到应用中。一般来说,对封闭网络的需求会限制其对数据的访问,同时也限制了持续改进和进行数字化转型的机会。
  制造企业一直在寻求提高性能、节约成本和消除停机时间的解决方案。从商业网络(IT)接入到工业网络(运营技术(OT)网络),有助于实现和优化数字化转型战略,但如何实现仍然是一个挑战。
  实现更好地IT/OT通信
  改进以太网技术可以更好地协调OT和IT通信。以太网依赖于识别通信中的冲突www.cechina.cn,在等待一段时间后覆盖的过程。虽然这对于通用IT网络来说很好,但对于OT网络来说并不是最佳方案。
  流量信息的大小也会带来挑战,必须小心确保设备在任何时候都不会消耗过多的带宽。虽然可以采取措施来改善网络上所有终端设备的一致性,但还有另一种解决方案是改进以太网标准,通过帧抢占和建立优先级来“塑造”流量。
  以太网还应提供时间同步www.cechina.cn,使设备能够调度通信,从而避免通信冲突。设备可以协调它们的通信,清楚彼此之间已经协商通讯事宜。精确的时间戳可达到纳秒级精度。
  TSN:改进的工业网络集成
  这些以太网增强功能已于2012年由IEEE 802.1[以太网]工作组启动。2018年,第一个成果以新规范的形式发布。支持时间敏感网络(TSN)的以太网,对于工业自动化应用非常重要。
  TSN带来了5个优势,有些是即时的www.cechina.cn,有些需要随着时间的推移而逐步实现CONTROL ENGINEERING China版权所有,其中4个短期优势是: 
  ● IT网络可以访问所有OT设备:能够改进分析、资产管理和设备管理。
  ● 性能改善:将时间调度、优先级划分和更大的带宽相结合,可以实现更可靠和更复杂的应用。
  ● 更简单的架构:可以节省成本并提高可靠性。
  ● 易于故障排除:用户现在可以利用简单网络管理协议(SNMP)等IT工具与设备进行交互和管理。
  TSN的长期优势体现在通过新产品交付和市场竞争提高成本效益——专注于高性能应用的初始解决方案。随着时间的推移,设备供应商和基础设施供应商已经推出了兼容的产品。
  支持TSN的以太网将在专用于机器或生产线的“TSN孤岛”中实现,提供高性能、确定性和可靠性的通信,同时将这些通信桥接到IT网络CONTROL ENGINEERING China版权所有,以实现更广泛的信息访问。
  随着工业物联网IIoT)和数字化转型的实施,制造企业对更高性能、更严格的控制和融合网络的不断推进,对于保持可靠性也愈加重视。采用支持TSN的以太网将是一种简单易行的解决方案,通过增加带宽、通信调度和流量管理来更好地管理可靠性需求。(作者:Thomas Burke,CLPA)
  关键概念:
  工业以太网可以帮助IT和OT网络更好地连接并消除停机时间。
  采用TSN的以太网,可以通过增加带宽、通信调度和流量管理来提升可靠性。
  思考一下:
  支持TSN的以太网对您的设施有何帮助?

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