網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)自動(dòng)化的關(guān)鍵。未來(lái)工業(yè)4.0網(wǎng)絡(luò)的基本組成部分是通過(guò)TSN在控制和現(xiàn)場(chǎng)總線層面的OPC UA和傳感器層面的IO-Link。

　　如果在未來(lái)，每一臺(tái)設(shè)備、每一個(gè)車(chē)間、每一個(gè)產(chǎn)品和每一個(gè)工廠都將集成在一起，在任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以永久地、實(shí)時(shí)地獲得所有需要的數(shù)據(jù)，我們猜測(cè)這將會(huì)形成什么樣的可能性。數(shù)字化數(shù)據(jù)及其有效的數(shù)據(jù)交換將在未來(lái)定義生產(chǎn)過(guò)程，并且代表著過(guò)程鏈條中的實(shí)際價(jià)值。隨著網(wǎng)絡(luò)化程度的提提高，由于來(lái)自不同供應(yīng)商的大量的通訊解決方案，使用的協(xié)議和數(shù)據(jù)模型往往互不兼容，復(fù)雜性也隨之上升。用戶深感面對(duì)專(zhuān)有系統(tǒng)的不易，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的渴望越來(lái)越強(qiáng)烈。

　　通用結(jié)構(gòu)

　　OPC UA (開(kāi)放平臺(tái)通訊統(tǒng)一架構(gòu))是工業(yè)設(shè)備安全的、獨(dú)立于制造商網(wǎng)絡(luò)的可能的標(biāo)準(zhǔn)。該通訊協(xié)議為不同的工業(yè)數(shù)據(jù)源之間提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的(IEC 62541)的接口。OPC不僅定了一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，而且還以機(jī)器可讀的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義描述。但OPC UA目前缺乏必要的實(shí)時(shí)能力，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的應(yīng)用，如運(yùn)動(dòng)控制等。 因此,OPC開(kāi)始致力于使得OPC UA能夠應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的自動(dòng)化任務(wù)。一項(xiàng)基本的技術(shù)是TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))：標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)定義了通過(guò)以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)制。這使得在同一根電纜上同時(shí)傳輸具有不同實(shí)時(shí)性要求的應(yīng)用成為可能。

　　這一舉措得到了Pilz公司的支持。作為OPC協(xié)會(huì)的一員，Pilz的員工積極參與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊(FLC)小組的指導(dǎo)委員會(huì)和技術(shù)工作小組。Pilz的重點(diǎn)是處理安全問(wèn)題的工作組(OPC UA安全)。

　　包含安全

　　尤其需要Pilz在使用發(fā)布者/訂閱者技術(shù)(pub/sub)和功能安全的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議要求方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)：與經(jīng)典的主/從架構(gòu)相比，pub/sub架構(gòu)允許訂閱者自己決定想與其他的訂閱者建立哪些通訊關(guān)系，他們想在什么時(shí)間間隔接收哪些數(shù)據(jù)。這意味著數(shù)據(jù)的分布特別高效，并且與TSN結(jié)合，使得“OPC UA over TSN”也可以用于高要求的分布式自動(dòng)化任務(wù)?！皃ub/sub是一種非常強(qiáng)大的信息傳遞方法，而Pilz在這個(gè)領(lǐng)域尤其擅長(zhǎng)。Pilz的SafetyNET p是唯一的基于以太網(wǎng)的安全現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，從一開(kāi)始就支持pub/sub?！?/p>

　　皮爾磁產(chǎn)品管理部門(mén)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的Harald Wessels如是說(shuō)?！艾F(xiàn)在這為全行業(yè)統(tǒng)一通訊標(biāo)準(zhǔn)提供了機(jī)會(huì)，這的確將是歷史性的，因?yàn)檫@是機(jī)器制造者和操作者所希望的!“對(duì)于機(jī)器制造商而言，今后將節(jié)省工程方面的工作量，因?yàn)椴恍枰獮椴煌耐ㄓ崊f(xié)議來(lái)涉及機(jī)器。他們的機(jī)器可以在沒(méi)有網(wǎng)關(guān)等系統(tǒng)中斷的情況下，與其他用戶進(jìn)行通訊，而不會(huì)造成損失。操作人員也會(huì)因此而受益。

　　IO-Link作為開(kāi)放市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)

　　然而，在傳感器層面，集成安全協(xié)議的IO-Link將成為安全傳感器通訊的開(kāi)放市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)—現(xiàn)場(chǎng)總線和獨(dú)立系統(tǒng)。IO-Link是一種強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)化(IEC 61131-9)連接技術(shù)，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。IO-Link的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)化了安裝(例如，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化布線以及消除并聯(lián)布線)，自動(dòng)的和工具支持的參數(shù)化以及擴(kuò)展的診斷選項(xiàng)。因此，它是對(duì)TSN上OPC UA的理想補(bǔ)充。IO-Link安全系統(tǒng)擴(kuò)展的1.1版本大約在一年前被采用。作為工作組的積極成員，皮爾磁目前正在為主站(如評(píng)估設(shè)備和控制器)和設(shè)備(傳感器/執(zhí)行器)之間的通訊開(kāi)發(fā)必要的軟件棧。通過(guò)與審計(jì)機(jī)構(gòu)聯(lián)手，測(cè)試規(guī)范、測(cè)試系統(tǒng)以及這些通訊堆棧的認(rèn)證也在同步準(zhǔn)備中。

　　簡(jiǎn)單連接是目標(biāo)

　　對(duì)于實(shí)際的自動(dòng)化解決方案，簡(jiǎn)單連接正日益成為其成功因素之。“現(xiàn)在和將來(lái)，我們的客戶在世界范圍內(nèi)銷(xiāo)售他們的機(jī)械設(shè)備，并盡可能高效地運(yùn)行。因?yàn)槲覀兊淖詣?dòng)化專(zhuān)家確保了簡(jiǎn)單的連接，“Wessels解釋說(shuō)?；谠频姆?wù)也將更容易實(shí)施，這要?dú)w功于標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)榻y(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和統(tǒng)一的語(yǔ)義使數(shù)據(jù)的解釋和評(píng)估更加容易。在未來(lái)，自動(dòng)化解決方案將通過(guò)其功能來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的差異化：用戶界面有多好，使用有多么方便，他們提供哪些額外的優(yōu)勢(shì)?這里需要強(qiáng)大的創(chuàng)新力，新應(yīng)用的潛力也非常巨大。

　　在皮爾磁，開(kāi)放性和用戶友好是產(chǎn)品組的特點(diǎn)。皮爾磁的承諾是為始終為用戶提供技術(shù)先進(jìn)，易于使用的產(chǎn)品，并且可以方便地添加到任何的自動(dòng)化架構(gòu)中。此外，皮爾磁還考慮了產(chǎn)品的連接性，直至ERP系統(tǒng)和云網(wǎng)絡(luò)。皮爾磁從各種資源中汲取必要的知識(shí)：從多年與客戶的緊密合作、積極參與標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)以及跨系統(tǒng)工作組中。皮爾磁依靠跨制造商的倡議，如OPC或ZVEI，在行業(yè)中以及跨公司之間制定必要的標(biāo)準(zhǔn)。