对时间敏感的网络状态更新

越来越多的高知名度自动化技术供应商正在将时间敏感网络及其在标准以太网上的实时确定性的承诺推向现实世界的应用。

虽然讨论了工业技术营销问题,ODVA的行业会议和年会主要是作为技术人员的聚会,讨论工业网络领域中新兴和已开发技术的细粒度细节。在2015年的这个会议上,我第一次听到时间敏感网络(TSN)概念终于解释道。在今年的ODVA随着越来越多的自动化技术供应商加入IEEE 802.1时间敏感网络任务组,TSN主题在议程中占据了更大的地位。

罗克韦尔自动化公司技术经理Steve Zuponcic表示,TSN标准和相关技术目前代表了IEEE 802.1 TSN小组的20个新项目。他指出,随着TSN的测试继续证明其工业使用的可行性,将TSN推向市场的剩余挑战是将TSN与现有的工业技术相结合。

这种混合技术目前正在研究的一个方面是,工业网络如何处理预定流量。Zuponcic说:“预定流量在网络上具有最高优先级。”“这在负载较轻的系统上是没问题的,但当计划流量变大时,传统的CIP(通用工业协议)流量将获得更少的带宽。”

为了解决这个问题,Zuponcic解释说,TSN任务小组正在探索使用可编程逻辑控制器(plc)作为TSN集中式网络配置引擎的主机。Zuponcic说:“TSN的核心理念是对所有网络通信进行管理,以保证性能和数据传输。”“如果定义了所有流,知道了有效载荷,就可以确定RPIs(路由处理器接口),提供最大数据传输延迟,并通过系统网络计算确定网络是否可以成功运行。系统上的所有设备通过将[它们的信息]发布到一个集中的网络配置引擎来参与这个流量规划过程。这将通知引擎有关连接的流量需求。目前,集中式网络配置引擎使用一个单独的盒子(控制器),但它应该位于PLC上。”

Zuponcic补充说,集中式用户配置工具可以作为PLC编程软件的一部分,他指出,IEEE 802.1 qbv计划以太网(流量定时)的重要工作正在进行,以便在购买硬件之前对系统进行建模和仿真。

根据IEEE, 802.1 Qbv修正案指定了时间感知的队列排水过程、托管对象和现有协议的扩展,使网桥和终端站能够根据从派生的时间安排帧的传输IEEE 802.1.分配虚拟局域网(VLAN)标签编码的优先级值,允许同时支持预定流量、基于信用的整形器流量和其他跨局域网(lan)的桥接流量。桥接器越来越多地用于连接支持预定应用(如工业自动化和过程控制)的设备。这一修订将提供延迟和交付变化的性能保证,使这些应用程序能够在经过改造的局域网中使用,同时保持基于信用的整形器和最佳流量的现有保证,[从而允许]这两种类型的网络(经过改造的和非经过改造的)合并成一个单一的网络,大大降低了用户的成本。

Zuponcic说:“在工业控制方面,TSN面临的最大问题是标准很多,没有趋同的动力。”“TSN需要一个整体的视角,它促使所有人使用同一条线路来共享数据。”

Zuponcic说,这意味着所有供应商必须“在共享的线路上”参与进来。“缺乏参与就会导致缺乏服务。”

虽然并不是所有的自动化技术供应商都加入了TSN,但从TSN试验台周围发生的所有活动可以看出,他们的数量一直在急剧增长。

思科的Paul Didier在ODVA会议上提供了关于TSN试验台的最新情况工业互联网联盟(IIC)而且国家仪器物联网实验室

Didier表示:“IIC测试平台专注于灵活制造,目标是通过标准以太网提供高性能机器的实时控制和同步。为此,参与者正在努力将不同的流量合并到一个基于TSN的单一网络上。”

在国家仪器公司(NI)的帮助下,已经在他们的工厂进行了四次TSN桥塞测试。第一届于2016年6月举行,有NI、Cisco、TTTech、Schneider Electric、Analog Devices、KUKA、Intel、GE和爱夏参加。该插件节的目标是让所有参与供应商的设备在802.1AS上同步。

今年10月在NI举行的插件盛会增加了博世力士乐、贝加莱自动化和贝尔登的供应商组合,并导致TSN试验台演示在物联网解决方案世界大会上展示去年秋天。

Didier说,对插件测试参与者的测试过程从时间同步开始,然后是流量调度。“我们还没有在这方面运行协议,但我们希望在3月的法兰克福插件展上包含线性运动应用。”

Didier说:“我们有信心实现对时间敏感的功能的集中配置,使协调运动控制、I/O、控制器对控制器和机器对机器通信成为可能,跨越相同的网络骨干网。此外,所有这些通信的数据都可以通过网络或云提供给用户。”

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