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技术细节
作者:admin 发布日期:2021-07-14 09:38

集成在PROFINET中的TSN是如何运行的?

 

许多用户最近在问为何TSN(时间敏感性网络)是未来自动化任务的通信平台。简而言之,TSN使得在通用以太网上实现了IT和OT应用的融合及稳定运行

 

为什么TSN是非常必要的?

 

随着工厂的发展,许多其他的组件正在集成到工厂中,比如病毒扫描程序。由于标准以太网(TCP/IP)可能包含了大量的数据包,并且不具备实时功能,因此诸如病毒扫描之类的操作会给网络带来非常大的压力。如果传输通道中存在较大的TCP/IP数据包,将会阻塞传输通道致使实时数据包无法优先进行传输。这样不仅会延迟每个交换机中的数据包传输,而且会导致设备间的数据堵塞。

 

 

简化复杂性

 

TSN具有诸如更高带宽、确定性、灵活的网络配置,以及广泛的可选芯片等面向未来的IEEE以太网技术优势。不过,用户的期望是继续使用成熟的PROFINET技术和现有架构。因此,PI不仅要实现TSN的集成,还需要确保这种技术升级尽可能的简化,以保证对未来工业4.0用例的灵活性。

 

 

用户会更轻松

 

好消息是用户的实际操作会更加容易。当前,网络配置(比如定义从控制器到设备的通信路径)是工程的一部分。未来,这部分任务将会转移至PROFINET设备的软件中,将会是控制器或设备运行中的一部分。

 

这不仅使用户操作更轻松,而且还增加了灵活性。用户只需要为网络定义简单的规则,就可以进行配置计算。

 

包括:

 

  • 选择工作时钟主站(典型的PLC)
  • 数据传输速率(比如100M 或1G)
  • 域名
  • 规划刷新周期

 

这些设置都可快速实现,特别是它们是针对整个网络(整个域)而非某个设备,这必将会大大减少工作量。在工程化过程中,不再需要创建目标拓扑,但是如果需要的话,仍然可以创建拓扑。与此同时,为今天的自动化开发和集成使用相应的TSN机制,本身就是十分先进的。

 

与工业自动化相关的重要功能已经包含在标准中了,将会很快的集成在标准芯片中。这对控制器来说开辟了全新的应用领域和硬件设计。此外,使用这种标准芯片能够更加灵活的实现现场设备。

 

 

当前状态

 

PI的目标是将TSN集成在PROFINET架构中的数据链路层,该目标已经在PROFINET V2.4规范中实现。该规范包含的3部分文件均已完成,可以在PI网站上进行下载。

 

这使得制造商和用户能够以互操作的方式实现TSN的优势。PROFINET设备的制造商只需简单的使用相应的模块、堆栈或者现成的技术模块即可实现TSN,这意味着他们无需了解细节,甚至不需要自己去实现。因此,设备制造商能够轻松地将TSN集成在现有的PROFINET产品组合中

 

当然,规范仍将会在常规的年度维护过程中进行持续性的维护,以便能够公开、全面地集成客户新的需求、现场经验和技术开发。TSN指南对TSN的应用提供了简单的说明。