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将时间敏感网络(TSN)集成到PROFINET中

带有TSN的PROFINET架构

将IT(信息技术)网络的带宽与OT(运营技术)网络的延迟相结合的有前途的新型以太网技术以TSN(时间敏感网络)的形式出现。

TSN包括可用于基于以太网的网络的标准化机制工具包。 在PI(PROFIBUS&PROFINET International)“行业4.0”工作组中,现在已经阐述了将来在PROFINET中使用TSN的要求和目标。

工作的重点首先是易于处理PROFINET用户。 他们应该能够在其设备或系统中轻松使用新技术,同时仍然利用现有知识。 此外,诸如诊断,参数化等服务应与当前景观相同。 工程,即网络的配置,也应该以熟悉的方式进行。 以这种方式,PI允许轻松过渡到新的以太网环境,并确保用户之间的广泛接受。

此外,PI依赖于标准以太网技术,因此可以利用广泛的以太网芯片选择实现设备上的PROFINET接口,并且还可以受益于诸如千兆位带宽之类的IEEE技术的进一步开发。 此外,同步网络可以用于具有TSN的等时应用。 以前,网络必须单独设置,并集成到设备中的专用芯片中。 这是确保不仅PROFINET对用户保持未来的唯一方法,而且还可以实现更简单的设置。

除了易于集成和扩展的堆栈架构之外,使用该技术的另一个关键目标是对基于IP的流量的高度确定性和鲁棒性,这不是实时的。 可靠性增加,因为TSN允许在网络上为单个任务保留带宽,因此它们不会被其他流量中断。 这尤其重要,因为将来在行业4.0网络中将会并列使用各种协议。 以这种方式,PI在系统级别的站之间通过OPC UA进行并行通信,或者从一开始就将现场一级的设备并入云端。

然而,随着TSN的引入,还需要简化对更复杂系统的网络的工程,直到它们成为允许在正在进行的操作中重新配置的可插拔工作的网络。 此外,与实时协议程序一起出现的TSN机制提供了PI一贯追求的选择。

PI主席Karsten Schneider总结了这种方法的好处:“PI将使用层2中的TSN机制来扩展PROFINET,将应用层保留在更高的层次上。 这使得可以简单和渐进地将应用程序迁移到新技术,并利用开放的全球标准化IT技术的优势。“

流程工业线人

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