ADI如何帮助设备制造商率先迎接工业4.0？.doc

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1、ADI如何帮助设备制造商率先迎接工业4.0？　　更高水平的生产力和灵活性，　　更高的效率，　　更高的质量和更低的成本。　　这些，就是制造商对工业4.0的期待。　　如何才能实现这些目标呢？　　现在应该采取什么措施？　　之后应采取哪些措施？　　ADI如何帮助设备制造商率先迎接工业4.0？　　用信号链专业知识、　　优化的解决方案、　　密切的开发协作　　……　　ADI正致力于帮助客户向工业4.0过渡的领域！　　　　在迎接工业4.0的道路上，如何支持当今现有的众多通信协议和标准，同时还要考虑工业4.0的通信需求，是工业以太网所面临

2、的挑战。　　那么，在未来，OPCUA、基于时间敏感网络(TSN)和传统工业以太网系统将扮演什么角色呢？ADI公司确定性以太网技术部的系统应用工程师VolkerGoller为您来解答。　　　　VolkerGoller，ADI公司确定性以太网技术部的系统应用工程师　　*以下采访由德国Markt&Technik的AndreasKnoll完成。　　问　　在OPCUATSN系统中，OPCUA和TSN分别承担哪些任务和功能？　　为了阐明OPCUA的作用，这里引用OPC基金会副总裁StefanHoppe的话：“OPCUA不是一种协议，

3、而是一种信息模型。”他的意思是，OPCUA首先且最重要的是一种信息模型。当然，它还是一种用于连接客户端和服务器的协议，但OPCUA的优势在于地址空间，正是这一点使得OPCUA成为通用应用接口。OPCUA非常灵活，允许将现有用户接口（工业以太网协议的配置文件）映射到OPCUA。因此，现在工业以太网协议中的几乎每个配置文件在OPCUA地址空间中都有表示，或者正在开发以实现其表示。OPCUA尚未明确这些配置文件（I/O、驱动器、安全等），但很可能会改变。在工业4.0的框架下，OPCUA被视为未来非常有前途的通用语言。　　相比之

4、下，TSN是IEEE-802.1以太网的扩展，具有完整的一系列新能力，旨在让以太网更具确定性和实时性。因为预计未来将有众多制造商生产支持TSN的硬件，所以也可以把它视为实时通信的平民化。几乎每种协议都可以通过TSN获得实时能力。　　在此背景下，成立了一个pub/sub工作组，目的是在TSN的帮助下，为OPCUA指定一种实时传输协议。这将使OPCUA具备实时性，从而可以替代工业以太网协议。它将受到传统PLC以上层次的热烈欢迎，因为来自不同制造商的控制器将能与OPCUA实时交互。TSN还能为OPCUA提供有保证的网络带宽，因

5、而其鲁棒性会比目前所能实现的要更高。　　但是，pub/sub不是让OPCUA具备实时能力的唯一途径。业界也在努力开发一种针对DDS的OPCUA模型，DDS是一种应用广泛且经过验证的实时协议。这将使得分布式系统的运行具有DDS/TSN能力，并将OPCUA用作应用接口。　　结果如何还有待观察。　　问　　未来哪些任务和功能会留给传统工业以太网系统和现场总线？　　传统工业以太网协议不会消失。在未来，有些仍会以不同形式存在（作为OPCUA中的配置文件或配置文件系列），有些则将基于TSN。传统现场总线将被以太网取代。　　问　　在OP

6、CUATSN系统中，除了配置文件级别的OPCUATSN，传统工业以太网系统可以履行哪些任务和功能？　　需要再次澄清，TSN并不会自动实现OPCUA。它们是两种完全独立的技术。OPCUA可以在控制器网络（控制器到控制器）中发挥重要作用。pub/sub与TSN在这里很有优势；它是否也能在现场层面发挥作用尚有待证实，因为OPCUA不是一个小堆栈，至少如果您希望利用其全部优势，它不会是一个小堆栈。　　问　　传统工业以太网系统的用户组织如何应对TSN挑战？　　所有用户组织都在响应TSN带来的机会。TSN有望提供更多硬件选择，尤其是

7、基础设施组件，并且实现更高速度，即1Gbps或更高。最终，我们将看到Profinet®TSN，以及EtherNet/IP®overTSN和OPCUAPub/Sub。　　问　　TSN能否支持实时并将周期时间降至31.25μs，在未来甚至可能更低？　　在100Mbps的速度，要使周期时间低于250μs，现有工业以太网协议将不得不对标准以太网进行重大修改。对于非标准方法，例如EtherCAT®甚至Sercos所基于的集总帧协议，IEEE并不是很友好。这些扩展不大可能被纳入TSN标准。　　针对这个问题，TSN将达到IEEE定义的

8、极限，即100Mbps时250μs——至少只要标准TCP/IP应用的真正并行操作必须有效。如需更短的周期时间，通往1Gbps的道路已开放。　　问　　TSN如何解决或预期如何解决安全问题？　　安全一般运用Blackchannel原则。安全性定义在实际通信协议之上。然而，通信信道的可靠性是安全考虑因素之一。TSN不会比今