CLPA協會全球事務局長川副真生

TSN帶來IT與FA的融合

談到近年來工控市場對以太網總線技術的接受程度日益升高，川副真生先生認為這主要源于兩方面的原因，“一是，隨著生產現場的機器設備開始朝著智能化方向發(fā)展，使得對于海量數據的高速采集和傳輸要求越來越普遍，以往的串行通信現場總線技術已經無法滿足這一需求，而需要借助基于以太網基礎架構的技術方案（傳輸速率可達10Gbps）；二是，在邁向工業(yè)物聯網（IIoT）時代的過程中，IT和FA（生產現場）的融合顯得越來越重要，在IT的世界里，通常是以以太網技術為標準，為了促進兩者之間的整合，目前在FA領域里，基于以太網的網絡架構方案得到了用戶更多的青睞。”

以太網技術的引入，為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了顛覆性的革新。同時，川副真生先生進一步指出，由于工業(yè)控制通信尤為強調高實時性、高精度的特點，普通以太網還難以確保達到這些性能要求，所以仍然需要利用FA工業(yè)以太網，并借助TSN（TimeSensitiveNetworking時間敏感網絡）技術，作為標準以太網的補充，來實現控制信息通信（實時性）和管理信息通信（非實時性）的融合——TSN技術也因此進入到工業(yè)制造領域。

智能制造需要在生產現場使用到大量的各類傳感器和視覺檢測儀器，采用TSN技術，能夠簡單、方便地將這些傳感器、攝像機等基于標準以太網的設備接入到工業(yè)控制網絡之中，實現對生產現場海量數據的高速采集，并與上位控制系統(tǒng)、邊緣計算層以及IT系統(tǒng)形成縱向融合；還能在設備之間、加工精度等方面實現廠內的橫向融合，大大加快了更具自主能力的智能工廠的建設速度。

當前，工業(yè)以太網市場風起云涌，對此，川副真生先生說道：“為了應對不同應用行業(yè)的需求變化，為他們提供適合的工業(yè)以太網方案，競爭是必要的，但與此同時，不同技術之間也可以進行合作。例如基于TSN，就可以成為不同工業(yè)以太網技術、IT技術合作的基礎，在TSN的硬件層、網絡交換機等部分展開合作，以降低系統(tǒng)的綜合使用成本，保證網絡性能的最優(yōu)化?！?/p>

CC-LinkIETSN：開放、融合

2018年11月，CLPA協會在德國紐倫堡展上隆重發(fā)布了新一代開放式工業(yè)網絡協議標準CC-Link  IE  TSN；2019年2月、3月，在北京和廣州國際工業(yè)自動化技術及裝備展上，CC-Link IE TSN正式亮相中國市場——工業(yè)通信迎來了一個嶄新的時代。

“CC-Link IE TSN在全球率先將千兆以太網帶寬與TSN技術相結合，建立起一個更為開放、高效、工業(yè)以太網網絡，并使CC-LinkIE協議具有嶄新的特性和功能，”川副真生先生介紹道，“TSN由一系列國際通信標準與規(guī)范所組成，其中包含兩個重要的標準規(guī)范：即精確時鐘同步IEE802.1ASrev以及時間感知調度程序IEEE802.1Qbv，通過采用這些技術標準，保證了控制數據通信傳輸的高實時性，并且支持不同通信協議在同一網絡中的傳輸。”

特別是針對運動控制行業(yè)，CC-Link IE TSN標準在網絡內充分利用時鐘同步，在規(guī)定時間主從站之間雙向同時發(fā)送通信幀，縮短了循環(huán)數據的更新時間，因而大幅度減少了通信周期。

此外，在CC-Link IE TSN中，還能夠為重要的控制通信（循環(huán)通信）提供優(yōu)先等級，充分保證了高速、高精度實時控制的實現。

另一方面，基于CC-Link IE TSN網絡協議標準，在同一個網絡中，工業(yè)以太網與其它開放式網絡、以及IT系統(tǒng)可以共存，從而實現FA與IT的有效融合，使得制造業(yè)各種各樣的應用軟件能夠被方便地接入和運用。

開放、融合已成為現階段工業(yè)自動化的重要發(fā)展趨勢之一，作為新一代開放式工業(yè)網絡協議標準，也意味著CC-Link IE TSN將會把更多的合作企業(yè)聯系一起，共同提升不同網絡之間的連接性和互操作性。

為了給最終用戶提供豐富的產品群，為了讓廠家更容易開發(fā)兼容產品，據介紹，目前CLPA正聯合包括三菱電機在內的一批合作企業(yè)陸續(xù)推出基于CC-Link IE TSN標準的各類硬件、軟件開發(fā)工具。其中包括：專用ASIC/FPGA嵌入式高性能芯片、主/從站硬件及軟件、TSN網絡交換機等等，以此強化對設備開發(fā)廠商的技術支持力度，協助他們在較短的時間內，以低投入成本開發(fā)出各類CC-Link IE TSN協議標準的相關產品。

另據了解，自2018年11月CC-Link IE TSN協議標準公布之后，參與的合作企業(yè)已超過50家，預計從2019年春天起，將陸續(xù)發(fā)布各類軟硬件開發(fā)工具和CC-Link IE TSN相關產品。

為智能工廠增值、賦能

“當今中國工業(yè)自動化的發(fā)展速度可謂一日千里，智能工廠建設正處于剛剛起步的階段，智能化生產對海量數據（如高清圖像、視頻等）采集、分析、處理、傳輸、運用的需求愈加迫切，CC-Link IE TSN協議標準的推出，正是為了同時滿足智能工廠對實時收集生產現場信息，以及實現高精度加工制造這兩方面的要求?！贝ǜ闭嫔壬f道。

據介紹，除CC-LinkIE協議家族應用較具優(yōu)勢的汽車、液晶等行業(yè)之外，對運動控制性能要求較為嚴苛的半導體、鋰電池生產設備等行業(yè)也是CC-Link IE TSN協議標準重點開拓的領域。CC-Link IE TSN將幫助這些高端制造裝備行業(yè)在應用技術和解決方案上實現全方位的提升，進而搶占工業(yè)4.0時代的先機。

從產業(yè)鏈的角度，川副真生先生詳細分析了CC-Link IE TSN工業(yè)網絡協議標準將為設備開發(fā)廠商、系統(tǒng)集成商所帶來的價值增值。首先，對于設備開發(fā)商來說，CC-Link IE TSN能夠豐富他們的設備開發(fā)手段，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提升機器的整體性能，并且隨著CC-Link IE TSN標準的日漸普及，協助他們擴大在全球范圍內的商業(yè)機會。

其次，對于系統(tǒng)集成商而言，CC-Link IE TSN網絡協議標準實現了控制通信和信息通信的融合，可進行不同網絡之間的整合，系統(tǒng)構成的自由度增加，可以選擇連接更為廣泛的兼容產品，且各網絡節(jié)點之間可共用同一條電纜，大幅降低了配線成本。另外，值得一提的是，由于同時連接在CC-Link IE TSN網段中的所有設備具有相同的時間戳記錄歷史數據，可用于分析軟件中，因此當發(fā)生異常情況時，能夠將生產現場的信息和正確的時間戳信息與IT系統(tǒng)相聯，通過多樣的診斷方法、擴大診斷范圍等措施迅速進行原因分析和系統(tǒng)復位，提高設備狀態(tài)預測和保全的精度，協助系統(tǒng)集成商提高整體解決方案的附加價值。

網絡互聯是邁向智能制造的第一步。著眼于未來制造業(yè)海量數據的采集、分析和利用，CC-Link IE TSN協議標準將千兆以太網帶寬與TSN技術相結合，為工業(yè)互聯世界開辟出一條新的道路。沿著開放與融合的產業(yè)發(fā)展方向，CLPA正與外部多個組織一道，共同推動建立以TSN為基礎的工業(yè)互聯網絡環(huán)境；而在運動控制領域，CLPA也將積極與業(yè)內企業(yè)展開合作，協助開發(fā)更為豐富的驅動、運動控制產品線陣容，助力加速中國制造業(yè)的智能化轉型升級進程。

（CC-LinkIETSN亮相中國）

《BOX》資料鏈接

CC-Link協會（CLPA）是推進開放式網絡CC-Link協議家族的全球組織，全面支持合作伙伴開發(fā)兼容產品，在全球設立了11家機構和6家一致性測試中心。截至2019年1月底，CC-Link協議家族通過認證的兼容產品約1904種，會員單位發(fā)展至3458家。標準活動不斷取得進步，其中2017年CC-LinkIE獲得GB/T33537.1-3-2017，2018年2月CC-LinkIESafety獲得GB/Z37085-2018。未來，CC-Link協會將積極推進CC-LinkIETSN普及和標準化。

聲明：本文版權為中國傳動網所有，歡迎轉載但請務必注明來源、作者