以太网和工业通信:发生了什么?

我们很难错过最近关于时间敏感型网络和OPC UA的所有活动。以下是它对工业网络近期的未来意味着什么。

Pina Bowneweb 117517

在工业自动化领域,围绕两个真正令人兴奋的主题进行了大量讨论:时间敏感网络(TSN)和OPC UA。为什么?这是因为这两项技术似乎有潜力使工业自动化比以往任何时候都更容易、更透明、更有价值。你可能会想,“是啊,我以前听过。”但也许这次情况有所不同。也许吧。

让我们从TSN开始。很难描述TSN是什么,除非讨论变得非常专业,非常迅速。但在其核心,TSN本质上是一种使标准以太网更具确定性的尝试。

在电话中可以找到一个很好的类比来帮助解释TSN。最初,端到端电话连接是直接通过交换机实现的。结果就是你和电话另一端的人直接联系了起来。随着手机、网络语音协议(VoIP)和一般互联网的出现,电话连接现在是通过你的对话的小数据包通过网络进行的。这实现了难以置信的灵活性和可伸缩性,但有时会以牺牲调用质量为代价。

TSN的目标是通过将以太网连接设备之间的端到端连接重新引入到今天使用的分组交换网络(如Internet)中,从而将新旧结合起来。这样的合并将允许使用标准以太网芯片的支持tsn的设备之间进行高度确定的通信。

与TSN不同,OPC UA为许多工业自动化工程师所熟知。除此之外,OPC基金会正在通过它的OPC UA技术进行一点复兴。这种复兴的原因是什么?原因是OPC UA有能力解决与实现工业4.0和工业物联网(IIoT)解决方案相关的许多通信问题。

过去,OPC依赖于COM/DCOM进行通信,这意味着它依赖于Windows平台。然而,使用OPC UA,该技术是平台独立的,可以扩展到运行在嵌入式设备上,一直到云基础设施。此外,它的信息模型已经改进,设计上的安全性已经实现,发布/订阅功能将很快实现,以补充其当前的客户机/服务器模型。

TSN + OPC UA只是炒作吗?

TSN和OPC UA的结合似乎是工业通信领域令人兴奋的进步。我们Profibus/Profinet International (PI)同时支持OPC UA和TSN。事实上,TSN正是我们在Profinet上已经做了很长时间的事情。从一开始,Profinet就一直是一个开放的网络,允许高度确定性的控制流量与所有其他以太网流量共存。这正是TSN希望实现的目标。

一些人认为OPC UA + TSN的组合可以作为现场总线的替代品。但由于现场总线的现代特性,情况并非如此。今天,现场总线不仅仅是一个协议。现代现场总线处理数据访问、诊断、应用程序配置文件、正常运行时间、预测性维护、安全等等。

这里的关键是为正确的任务使用正确的工具。就像Profinet并不打算将信息直接移动到云中一样,OPC UA也不适合用于字段级别的控制。但这正是TSN的作用所在:Profinet和OPC UA现在可以共享一个TSN基础设施,一直到油田级别。这与其他现场总线组织的关键区别是,OPC UA和TSN仅从控制器向上定位。他们视这些技术为威胁,而派则视其为机遇。当TSN在以太网中标准化时,可以很容易地在Profinet中实现它,因为已经采用了标准以太网。

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