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有关OPCUATSN的一些常见问题
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SeanSong 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2018-11-07 09:35:41 楼主

最近与很多朋友谈到OPC UA TSN,大家都还挺感兴趣,因此借着要为会议写一份Q&A机会把思路整理,也与大家分享,另外也是公众号有快一个月没有内容了,实在是觉得需要贡献。

1.TSN技术是怎么发展而来?

TSN-Time Sensitive Network,很有意思的是,TSN最初源于音/视频通信,即在剧院的音视频方面的信号传输,就像世界杯会有非常多的摄像机位,高清视频与音频需要同步,并容量较大。后来汽车行业将其应用于未来的辅助驾驶(ADAS),开发了IEEE802.1AVB(Audio/Video Bridge),在2012年IEEE成立了IEEE802.1TSN工作组,拟将其应用于必发官网一88必发娱乐实时通信,以解决目前标准以太网无法提供实时数据传输问题,以及在同一通道中传输不同类型数据(周期性与非周期性数据)。

2.OPCUA TSN属于谁家?

OPC UA TSN严格意义是“标准与规范”,实现的硬件软件根据不同厂商自己定义,例如OPCUA是跨平台的在Windows,Linux,VxWorks等不同操作系统均可实现,而TSN可以采用不同家公司的处理器Intel、XINLINX、TI、ADI等均提供相应的开发支持服务。

OPC UA由OPC UA基金会运营,它是非盈利组织,而TSN则由AVnu、IIC、OPC UA基金会成立的非盈利组织共同运营,推动此项技术的发展,因此,OPC UA TSN技术不属于私有技术,任何加入OPC UA基金会的公司都可分享此项技术。

 

3.OPC UA TSN会替代现有的总线吗?

就短期而言,尚不会替代目前的POWERLINK、Profinet等现场总线以及基于以太网的实时总线技术,毕竟现存技术的安装节点量非常大,会有一个较长的过程,TSN目前相关的标准在IEEE刚刚完成(IEEE802.1ASrev,IEEE802.1Qbv,IEEE802.1Qbu,有些标准尚未完全制定完成(IEEE902.1Qcc),而且产品方面是测试阶段,按计划2019年初贝加莱会先推出批量化集成TSN的I/O与控制器产品,而OPC UA则在现有的很多主流的控制器中已经部分或完全集成。

但是,OPC UA TSN是必发官网一88必发娱乐互联网,协同制造的关键,必须通过此通道才能实现真正的垂直、水平、端到端的集成,因此,它是一个必然的趋势,包括来自IT领域的企业如华为、思科、Intel、XILINX等IT厂商,他们需要推进云、AI技术等在制造业的应用,因此,这个力量会比较强大,而目前主流的自动化厂商ABB及其旗下B&R,也包括其它厂商如SIEMENS、Bosch Rexroth、Rockwell AB等均已经推出进入测试阶段的TSN技术与产品,因此,在可预见的未来,OPC UA TSN将成为一个主流的技术。应该说,TSN技术会较之以往的通信技术发展更快。

 

技术最主要服务于应用的需要,而必发官网一88必发娱乐互联、必发官网制造的确迫切需要数据的透明互联,这样才能实现柔性制造的协同、大数据分析与优化、人工必发官网与制造的结合实现全局的优化来挖掘制造中的数据潜力,借用IT技术服务于产业升级。

 

4.TSN是一项技术吗?

严格来说,TSN是一系列的通信标准与规范,它由精确时钟同步IEEE802.1ASrev、IEEE802.1Qbv于通道预留的数据流通信、IEEE802.1Qbu+IEEE802.3br基于抢占式MAC的数据、Qcc网络与用户配置、QCB无缝冗余等标准构成。

 

5.为什么要采用OPC UA TSN?

网络连接包括了互联、互通、语义互操作几个层面的问题,现场总线在上世纪70年代出现,在90年达到高峰,但引发了“总线之争”,各种现场总线的电平、接口、带宽、节点间距等都不一致,无法实现物理的连接,并且延迟大、带宽低,无法满足更大的数据传输与实时响应,因此基于以太网技术的实时通信自2001年出现,实时以太网解决了传统总线的带宽、介质、节点间距、电平等的一致,但不同的应用层仍然需要大量的软件编程、配置、测试等开发,这使得IT与OT协同中,IT访问OT不具有经济性,因此,迫切需要在异构网络中实现语义互操作,即相互识别语义,这需要规与标准的一致性,而OPC UA则解决语义互操作的问题,因此,IIC的IIRA架构、必发官网一88必发娱乐4.0组织的RAMI4.0架构均将OPC UA设为实现架构的通信规范与标准。

 

TSN则是为了解决其中的网络不一致问题,即IT运营如云端应用与服务、MES/ERP等都是采用非周期性数据,其对网络要求是容量大、带宽高、高安全性,而OT则是实时性、稳定性的要求,这导致两种数据无法在同一网络传输,而TSN就通过在MAC上SDN(软件定义网络)思想对在该网段内的实时数据进行预先分配通道、预留通道机制,而其它非周期性数据则按照优先级,这两种模式混合进行的方式来进行数据在同一网络进行传输。

 

TSN与OPC UA共同完成了对整个网络从底层到应用层的规范与统一,成为未来实现整个必发官网一88必发娱乐互联的必然之路。

 

5.OPC UA最大的作用是什么?

OPC UA不仅实现语义互操作,而且最为重要在于OPC UA提供了信息模型,即,为协同应用提供了一个信息架构,这个架构可以快速的模块化方式获取数据,简单的配置即可实现对数据的整体采集,减少了工程量,包括开发调试方面,而另一方面,不仅有基础信息模型,还提供针对垂直行业的信息模型,如基于OMAC/PackML—针对包装必发官网一88必发娱乐的、EUROMAP针对塑料必发官网一88必发娱乐、AutomationML针对汽车必发官网一88必发娱乐、ISA-针对MES等数据集成的标准与规范,这使得OPC UA成为了各个产业可以语义互操作的关键。

 

OPC UA也提供面向服务的架构,使得针对网络的开发变得更为简单,对于OPC UA新增的Pub/Sub机制(发布者与订阅者)可以让网络带宽资源消耗更低,而且可以提高网络实时性。

 

OPC UA不仅是通信规范,也是降低整个必发官网一88必发娱乐互联中开发工作量、项目实施的关键规范与标准。

 

6.OPC UA TSN在全球的状态如何?

目前OPC UA基金会有全球4000多名会议,涉及主流的IT与OT厂商,在必发官网登入OPC UA基金会秘书处放在工控网,TSN目前由AVnu组织来运营,TSN目前标准由IEEE在制定,目前在欧洲LNI、美国的IIC、必发官网登入的ECC都在建Testbed,企业可以参与并将其开发的测试产品与其它产品进行互操作测试,以确保数据交互的透明。

 

7.OPC UA TSN开发该怎么进行?

OPC UA有几家SDK的提供商,具体请咨询OPCUA基金会的官网。OPC UA也有开源协议栈open62451--在网上可以下载到免费试用。TSN技术目前由各家公司开发,类似奥地利的TTTech等公司可以提供相应的开发支持服务,Intel、XINLINX、TI、NXP等芯片制造商也提供TSN开发板,具体请咨询这些公司。


8.TSN的性能如何?

目前根据贝加莱开发的TSN技术测试,基于千兆以太网技术,采用全双工模式,最快可以达到10微秒的循环周期,当然这是网络达到的性能,整体的循环周期也由控制器本身的循环周期设定来计算--据2017年SPS展会的TSN演示系统10000个I/O点(200个节点),5个高清摄像头,所有数据刷新为100微秒,相对现有的现场总线,网络节点数增加对性能的影响较小。


来源:微信号 说东道西

作者:宋华振

该作品已获作者授权,未经许可,禁止任何个人及第三方转载。


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