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工业物联网 TSN+OPC UA组合正起步_0

在过去工业通讯架构封闭的缺点下,工业4.0难以在此发挥,因而工业以太网络倍受关注。其中,EtherCAT这几年掀起热潮,而TSN则是异军突起。继EtherCAT与OPC UA合作,近一步强化工厂OT端与企业IT端的信息传输技术后,近期在2018年汉诺威工业博览会(Hannover Messe)上,TSN也加强与OPC UA的布局,透过更多业者的助力为新组合添柴火。

工业4.0的新型态是打破过去封闭的制造现场,因此能让机器设备间互相「沟通」的通讯技术就显得格外重要,这让过去以现场总线(Fieldbus)为主的通讯架构突显出其封闭性的缺失,也因此工业以太网络再度受到市场关注。

工业物联网 TSN+OPC UA组合正起步

虽然EtherCAT的发展速度加快,市场逐渐向其靠拢,不过另一以太网络标准TSN则是紧追在后。EtherCAT虽基于以太网技术,但其通讯架构仍与一般商用以太网不同,业者若导入EtherCAT则需重新布线。但TSN能透过现有的网络架构让所有的节点同步,而不必为了升级工业物联网而重新布线。

制造现场对于通讯的要求是稳定、可靠且实时,无法容忍一丝延迟影响设备运行,而以太网络虽是一般家庭、企业或数据中心广泛的通讯协议标准,但初期跨入工业领域后,其实时性的问题仍带给制造业者诸多不变。不过,所幸发展至今,现在大多数的工业以太网都已可达到制造业者的要求。

TSN则在以太网络带宽中切出专属通道,在传输中让关键数据封包优先处理,这意味著关键数据不必等待所有非关键数据完成传输后才开始传送,从而确保更快速的传输路径。

工业以太网络未来仍面临一些挑战。虽然现阶段可满足于机器运动控制等方面已绰绰有余,但当云端运算、大数据技术,甚至人工智能渗透到工业领域,工业通讯不能再局限于机器与传感器之间,或机器与机器之间,而是扩展到机器、人、云端和应用等更丰富的连结,因而需要更大量的数据传输与处理需求,因而如何应对、如何做到更精确实时的传输,将是未来工业4.0持续不断的挑战。

伴随工业走向更佳智能化的发展,TSN与OPC UA的组合也让工业通讯市场再添助力。OPC UA 是OPC基金会定义之工业物联网开放平台的通信协议,此标准可使底层工厂到高端企业间的资料采撷、信息建模以及传输通讯更加安全可靠。用以实现设备与设备、设备和企业,以及不同厂商设备之间的沟通。

在工厂数据采集、传输或是生产运行中,都需要对现场的机器状态、生产能耗、生产相关数据进行采集,而TSN+OPC UA的组合恰能在整体上使得工厂的各个环节不论横向或纵向的数据实现互通,让工业4.0场景的应用更强大。

TSN+OPC UA的组合在工业领域应用中尚处于起步阶段,但越来越多制造商业者正在加速对其测试和验证,以便让其更快走入市场中。不久前在刚刚结束的2018汉诺威工业展上,便有超过20家的制造厂商和组织联合展开了一场针对TSN+OPC UA场景应用的测试验证。

据悉,参与者包含工业务联网产业联盟(AII)、Avnu联盟、华为、美国国家仪器(NI)、施耐德(Schneider)等业者。通过真实的智能制造场景,现场演示透过TSN+OPC UA的组合,如何加速IT、OT、CT以及DT的融合。

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