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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由可用于基于以太网的网络的标准化机制工具包组成。 在PI(PROFIBUS&PROFINET International)“Industry 4.0”工作组中,现在已经制定了将来在PROFINET中使用TSN的要求和目标。

The focus of the work is first and foremost on easy handling for PROFINET users. They should be able to use the new technology easily in their devices or systems while still taking advantage of the existing knowledge. Furthermore, services such as diagnosis, parameterisation, etc. should be identical as in the current landscape. The engineering, i.e. the configuration of the network, should also be performed in the familiar way. In this way PI permits an easy transition to the new Ethernet landscape and ensures broad acceptance among users.

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。

However, with the introduction of TSN, it is also necessary to simplify the engineering of the network for more complex systems, until they become plug-and-work-capable networks that permit reconfiguration during ongoing operation. In addition, the TSN mechanisms that arise alongside the real-time protocol procedure offer the options that PI is consistently pursuing.

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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