不是你父亲的现场总线

与从现场总线到基于以太网的网络的转变一样大,向时间敏感网络的转变也同样重要,因为它将所有协议置于相同的基础上。这一变化将重点放在协议功能和易用性上。

迈克尔·鲍恩,PI北美
迈克尔·鲍恩,PI北美

现场总线战争从过去的日子已经结束。封闭的现场总线在现代制造工厂的运行中已经不再适用了。当然,它们实现了必要的性能,但以灵活性为代价。工业以太网的开放性是朝着正确方向迈出的一步。现在以太网在设计上变得具有决定性,性能不再是决定因素。现在,一切都是关于数据。

但在现实中,数据总是最重要的。如果你回想一下是什么让现场总线如此具有革命性——从模拟到数字的转变——那简直就是一个跨越式的转变。虽然用一根电线替换25根电线很棒,但真正节省的成本来自于不太明显的好处。增加的数据容量、高速网络、诊断——这些特征使我们有可能销售6000万个Profibus节点。它们带来的好处包括减少停机时间、增加透明度、缩短吞吐量和整体效率的提高。

从现场总线到基于以太网的网络的转变是另一个步骤。串行现场总线由于是一个封闭的网络而实现了它们的确定性。同样,利用标准的未经修改的以太网来允许确定性数据交换与其他协议共存的控制网络——所有这些协议都在同一物理层上——是巨大的。这使我们有可能销售2500万个Profinet节点。

现在,随着我们向时间敏感网络(TSN)迈进,我们可以看到向工业以太网的迈进是朝着正确方向迈出的一步。

未来在哪里?

由于以太网演变,因此牺牲了延迟,支持灵活性,因为它最大的用例是,是互联网。但现在IEEE正在采用和标准化我们为工厂自动化发明的许多概念,以工程师为Ethernet的确定性版本称为TSN。

这是一个基本的班次。这意味着基于以太网的协议可以理论上可以获得先前仅用确定性控制网络相关联的性能益处。你正确阅读了:任何。协议。考虑一下这一秒钟。这对未来意味着什么?这意味着所有协议都可以共享相同的基础,从而在数据访问和功能功能之间进行主要差异。

你可能会问自己,“为什么Tsn?这没什么好的!“答案是TSN即使在大量加载的网络中也可以确保鲁棒性。延迟在今天轻量加载的以太网网络中很低。但随着更多的流量通过网络传输,将来近乎确定,TSN将确保延迟不会影响时间敏感的控制数据。

使用合适的工具进行任务

基于internet的协议有HTTP、FTP、SMTP、POP、SSH、DHCP、SNMP、LDAP、RSTP等。我们之所以有这么多,是因为每一种都适合它的目的。同样的情况也适用于拥有共同TSN基础的自动化网络。仅仅因为您可以为某项任务使用协议,并不意味着您应该使用协议。

一个常见的例子是Profinet vs. OPC UA Pub/Sub。由于可路由性和数据格式,使用Profinet在办公室级计算机之间进行信息交换没有意义。同样,由于电报的大小和开销,在字段级设备之间使用OPC UA进行数据交换也没有意义。OPC UA根本不具备现代现场总线的特点,但它对于建模和移动信息非常棒。因此,Profinet和OPC UA Pub/Sub是互补技术,而不是竞争技术。

虽然你父亲的现场总线在20世纪90年代可能专注于数据交换,但现代现场总线做的更多。今天,工业以太网协议必须具备运动控制、数据语义、综合诊断、功能安全、可扩展的媒体/系统冗余、能源管理、过程控制和灵活的拓扑结构——包括无线和光纤、无痛调试、资产管理、IT集成和last-meter连接(IO-Link)。

要记住的关键一点是,对于相同的任务,并非所有协议都是相同的。由于通过TSN保证了性能,而且市场上有多种类型的工业以太网,它们的区别在于它们的功能和使用的方便性。随着制造复杂性的增加,数据访问和可用性应该成为任何防未来工业以太网的核心关注领域。

更多信息,请访问PI北美us.profinet.com

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