Добро пожаловать на сайт siemensb2b.ru
2023-08-30 15:21:43
Цифровизация устанавливает высокие стандарты в области промышленной коммуникации. Компания «Сименс» уже активно использует стремительно развивающийся открытый стандарт коммуникации – промышленный Ethernet. На уровне объектов применяется технология PROFINET, а на уровне управления – OPC UA. Однако «Сименс» делает новый шаг вперед: мы разрабатываем промышленные сети с использованием стандарта TSN (синхронизируемые по времени сети). Он позволяет создавать выделенные полосы пропускания, использовать средства обеспечения качества обслуживания (QoS) и снижать задержку передачи, а также поддерживает параллельный запуск нескольких протоколов, включая протоколы с поддержкой режима реального времени.
Эффективность работы промышленных систем управления зависит от стабильности коммуникации в режиме реального времени, а ИТ-системам в большинстве случаев требуется открытый доступ к данным. В этой связи компании обычно используют эти сети по отдельности. Но цифровизация набирает обороты, и на смену такому разделению должны прийти открытые комплексные инфраструктуры, позволяющие наладить гибкое детерминированное производство. TSN (синхронизируемые по времени сети) представляет собой стандартизированную базовую технологию в рамках IEEE 802.1, благодаря которой в среде можно развернуть средства обеспечения качества обслуживания (QoS). Кроме того, она гарантирует соответствие характеристик вашей сети растущим требованиям Ethernet. TSN включает в себя ряд отдельных стандартов, которые относятся исключительно к уровню коммуникации 2 в модели OSI. Это означает, что даже при внедрении TSN пользовательский интерфейс остается неизменным.
Независимо от сферы работы промышленной компании (автомобильная промышленность, машиностроение, пищевая промышленность) стандарт TSN обеспечит ей существенные преимущества. Среди них возможность создавать выделенные полосы пропускания, использовать средства обеспечения качества обслуживания (QoS) и снижать задержку передачи, а также поддержка параллельного запуска нескольких протоколов, включая протоколы с поддержкой режима реального времени. Компания «Сименс» будет предлагать своим заказчикам решения на основе TSN, чтобы обеспечить цифровую трансформацию их промышленных сетей на всех уровнях, начиная с рабочих объектов и межмашинных коммуникационных сетей (M2M) и заканчивая уровнями управления и оператора.
Технология TSN уже превосходно зарекомендовала себя. В настоящее время специалисты Labs Network Industrie 4.0 (LNI4.0) проводят ее тестирование, чтобы выявить дальнейшие направления развития. Методика LNI4.0 заключается в подключении друг к другу тестовых сред и инженерных систем в различных регионах Германии для совершенствования концепции «Индустрия 4.0». Компания «Сименс» входит в число членов-основателей этой ассоциации. Совместно с другими промышленными предприятиями «Сименс» активно участвует в тестировании совместимости TSN с инфраструктурами различных поставщиков. Компания также проводит исследования на стендах, чтобы оценить потенциал TSN для использования в коммуникационных системах M2M и межмашинных сетях на всех уровнях вплоть до облака. Полученные знания будут при необходимости предоставляться комитетам по стандартизации для продолжения разработки данной технологии.
Да. OPC UA и PROFINET – это протоколы, используемые в модели ISO/OSI на уровнях 5–7. В основу самих стандартов OPC UA и PROFINET ляжет базовая технология уровня 2 – TSN.
Преимущества OPC UA заключаются в поддержке вертикальной коммуникации и создания сетей между машинным оборудованием на уровне управления, а PROFINET соответствует всем требованиям для рабочих объектов. Именно поэтому стратегия «Сименс» остается неизменной:
Позднее здесь появятся ответы на другие вопросы о TSN.
Если вкратце, Ethernet с TSN дополняет существующие средства Ethernet в том, что касается обеспечения качества обслуживания (QoS), включая выделение полосы пропускания, синхронизацию, гарантию низких значений задержки и даже однородное резервирование.
Устройства «сигнализируют» через сеть о своих требованиях к качеству коммуникации, и сеть гарантированно устанавливает для них необходимый уровень QoS. Различные подключения представляют собой потоки, для которых резервируется полоса пропускания благодаря выделению ресурсов в памяти коммутаторов Ethernet. Каждый из этих потоков может обрабатываться в режиме реального времени. Потоки инкапсулируются, и в результате TSN позволяет запускать в одной сети несколько протоколов, поддерживающих передачу данных в режиме реального времени, одновременно (это называется сетевой конвергенцией). В этом и заключается принципиальное отличие данной технологии от существующих сейчас протоколов реального времени на основе Ethernet, запускаемых в сети только поодиночке.
Для использования TSN потребуется аппаратный модуль с поддержкой этой технологии. Расширить функционал уже установленных модулей Ethernet для работы с TSN за счет программного обеспечения, как правило, невозможно.
Однако предполагается, что в будущем все стандартные модули Ethernet будут поддерживать TSN. Именно это является для «Сименс» основным стимулом для переноса решений PROFINET на TSN. Все ведущие производители уже начали разрабатывать или по крайней мере сообщили о начале разработки аппаратных модулей со средствами TSN Таким образом, перед производителями технического оборудования открываются широкие возможности по проектированию устройств.
Как могло бы выглядеть взаимодействие в системах M2M на основе TSN на практике? Выходя за рамки теоретических наработок, компания «Сименс» уже создала рабочую модель для выставок, представляющую собой двух роботов с синхронизированными движениями. В каждого робота встроен контроллер SIMATIC, позволяющий ему «общаться» с другим через PROFINET. Контроллеры синхронизированы посредством OPC UA PubSub (тип «публикация-подписка») на основе TSN. Благодаря резервированию ширины полосы передача данных в сети TSN отличается превосходной прогнозируемостью независимо от нагрузки. Для демонстрации использования каналов связи TSN и стандарта Ethernet в одной и той же сети данные в этой модели также передаются от контроллера в облако (например, MindSphere) с помощью коммуникационного процессора.
Контакты
Разработка промышленных сетей не стоит на месте. Как «Сименс» применяет TSN в своих решениях? В чем заключаются преимущества синхронизируемых по времени сетей для вашей компании и ведущих платформ OPC UA и PROFINET? Как оптимизировать вашу сеть с помощью TSN? Наши эксперты с радостью ответят на эти и многие другие вопросы.
