自动化网络：从金字塔到支柱

虽然工业物联网(IIoT)可能不会在一夜之间改变行业，但很明显，许多长期以来熟悉的方法和流程正因工业物联网而经历转型。其中一个最明显的例子就是自动化系统金字塔。从现场设备、I/O到控制、MES、SCADA再到ERP的分层技术，二十多年来，这张金字塔图所描绘的图像已经深入到参与从车间到顶层系统连接的所有人的大脑中。

但即使是这个熟悉已久的例子，在工业物联网面前也正在发生变化。它的新建筑更像是一根柱子，而不是一座金字塔。重新定位这张图的必要性有两个原因:1)需要更好地突出和区分连接各层的网络，2)反映这样一个事实，即一些技术可能不再存在于设施中，而是存在于本地或远程云计算环境中。

从前台到车间使用通用以太网网络技术的工业发展使得数据和计算能够被放置在最有意义的地方，而不是由于技术限制而被放置在特定的空间中。例如，不需要硬的实时控制的进程现在可以通过虚拟plc在云中运行——如柱状图所示。该图还描述了通过物联网，数据现在如何能更容易地通过所有层次共享，而不是按顺序从一层到下一层。

随着工业开始从纯粹依赖现场总线转向更多地使用以太网，需要更清楚地区分网络设备和系统的通信方面变得重要。的发展时间敏感网络(TSN)，这带来决定标准以太网，下划线如图中插图支柱这种变化的重要性。

在参加2017年物联网解决方案世界大会(IoTSWC)在巴塞罗那，我有机会与来自贝尔登的Jeff Lund和Oliver Kleineberg在TSN上发表演讲后进行了交谈。TSN在工业互联网联盟(IIC) (IoTSWC的组织者)的工作中扮演着重要角色，因为它形成了工业互联网联盟的焦点IIC听试验台．该试验台涉及一些最大的工业自动化公司，包括模拟设备，贝加莱工业自动化，贝尔登/赫斯曼，博世力士乐，思科，英特尔，Hilscher, KUKA，国家仪器，Pilz，瑞萨电子，施耐德电气，Sick, TTTech和Xilinx。如此多知名企业的参与突显了TSN跨行业的近期、现实世界的潜力。

在IoTSWC的演讲中，Lund和Kleineberg谈到了TSN如何开始在缺乏TSN设备的网络上使用——这将是大多数行业应用数年的情况。

这样做的一种方式是使用TSN边缘交换机进行连接端设备连接到网络TSN。“当然，决定将依赖于末端设备的能力，” Kleineberg说，“但是，在网络上具有非确定性设备将不妨碍确定性的。”

另一种方法是换出现有协议主人/使用TSN-能够那些控制器。“这种方法可以让你保持你的终端设备，因为它们是” Kleineberg说。“使用TSN能力的协议主/控制器，可以端口自动化协议在TSN运输。主同步与TSN时间表的时间表协议并允许自动化协议来无缝地TSN进行运输。这样一步一步的方法来为TSN植物棕地，因为他们可以保留所有现有的，协议特定的设备，只是改变了主人。一旦这样做了，该设备可以通过一个随时间变化出一个。在此期间，通过TSN输送自动化协议，新旧设备之间的连接可以维持“。

Lund指出，即使你的网络中没有所有支持TSN的设备，工厂仍然可以从安装TSN网络中获得明显的好处。Kleineberg解释了这样做的原因:“即使终端设备是不确定的，或者TSN没有能力，它们的通信将通过TSN网络传输。当这些设备的通信并入TSN网络时，它们将被确定地处理，”他说。

尽管TSN的潜力令人兴奋，但Kleineberg和Lund都认为这项技术目前被夸大了。尽管如此，两人都表示，真正的行业对它的兴趣正呈指数级增长。

“TSN目前只是第二层技术;它需要进一步发展应用协议，”Kleineberg说。他承认，一些倾向于使用专有网络的供应商确实对TSN产生了一些阻力。“但这些供应商离标准以太网越远，对他们来说就越困难，”他说。“终端用户对像TSN这样承诺将标准网络带到工厂的发展非常积极。”