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OPC UA over TSN – De uma visão compartilhada a um padrão global

O surgimento de uma solução de comunicação aberta para automação industrial acaba com a complexidade das interfaces em redes de protocolo misto. Os OEMs não precisam mais projetar e construir várias variantes de suas máquinas com diferentes sistemas de controle e barramento.

As limitações dos protocolos Ethernet industrial proprietários estão se tornando cada vez mais evidentes. Além das questões de largura de banda e tempos de ciclo, os requisitos da IoT Industrial têm sido o principal motivador da demanda por uma nova tecnologia. Desafios adicionais substanciais são apresentados por redes heterogêneas e a ausência de um padrão global unificado apresentou desafios adicionais substanciais. OPC UA sobre TSN substituirá a grande variedade de sistemas proprietários díspares por uma única solução para conectividade contínua. O desenvolvimento se tornará substancialmente mais fácil.

Um padrão para o IoT

Em setembro de 2016, a B&R e a especialista em rede TTTech tomaram a iniciativa: Junto com um grupo de outros fornecedores de automação e empresas de TI, eles começaram o desenvolvimento de um padrão global unificado. O resultado foi a iniciativa OPC UA TSN, cujos membros seriam mais tarde conhecidos como "Formadores".

Isso marcou o nascimento de um padrão 100% aberto baseado em OPC UA e a expansão TSN Ethernet - e o início de uma nova era na qual os fabricantes e operadores de máquinas não são mais forçados a lutar com a existência paralela de muitos protocolos de comunicação diferentes.

Os formadores revelaram pela primeira vez seus planos para um padrão de comunicação unificado baseado em OPC UA e TSN na exposição 2016 SPS IPC Drives.

Conectividade perfeita

A visão era conseguir comunicação aberta e sem interface do sensor para a nuvem, incluindo os recursos em tempo real necessários para o controle de movimento perfeitamente sincronizado. Outro objetivo principal era aumentar o desempenho em 18 vezes em comparação com as tecnologias existentes - um feito que foi demonstrado pelos protótipos já em 2017. Como um padrão de comunicação unificado, OPC UA sobre TSN oferece 18 vezes mais desempenho do que as soluções convencionais.

À medida que desenvolvia os detalhes técnicos, o grupo dos formadores continuou a crescer. Ao longo de 2018, vários fabricantes líderes de automação se juntaram à iniciativa, comprometendo-se com o OPC UA sobre o TSN como um padrão comum.

Na exposição 2018 SPS IPC Drives, representantes de todas as principais empresas de automação anunciaram que estariam usando OPC UA sobre TSN como o padrão uniforme para comunicação na IoT Industrial. Imagem: Fundação OPC

O papel da OPC Foundation

Em novembro de 2018, a OPC Foundation declarou sua entrada em aplicativos de nível de campo com OPC UA sobre TSN. Um comitê de direção dedicado consistindo de 24 pesos pesados da indústria foi estabelecido dentro da organização para a nova tecnologia. Em adição, três jogadores globais foram adicionados ao conselho: Schneider Electric, Rockwell e ABB, a companhia mãe da B&R.

Os primeiros produtos.

A especificação fundamental para o mecanismo publica-inscreve do OPC UA e os sub padrões essenciais para o TSN (Time Sensitive Network) já foram completados. Isso inclui IEEE802.1AS para sincronização de tempo e IEEE802.1Qbv para tempos de transmissão garantidos para dados na rede. Os primeiros dispositivos funcionais com OPC UA sobre TSN foram apresentados na exposição 2018 SPS IPC Drives. Em 2019, a B&R estava entre os primeiros fabricantes a lançar um portfólio abrangente para comunicação usando a solução de comunicação aberta e capaz de tempo real. O portfólio da B&R inclui PLCs X20, controladores de barramento, PCs industriais, PCs de painel e um switch TSN.

No futuro, as novas máquinas virão apenas com OPC UA sobre TSN, tornando muito mais fácil para os fabricantes e operadores de máquinas implementarem sistemas de manufatura conectados e soluções IoT Industrial. No meio tempo, as especificações complementares, como aquelas entre POWERLINK e OPC UA, fornecerão uma transição suave, garantindo que as máquinas e instalações existentes possam ser facilmente incorporadas em novas redes.

Em 2019, a B&R estava entre os primeiros fabricantes a lançar um portfólio abrangente para comunicação usando a solução de comunicação aberta e capaz de tempo real.

OPC UA sobre TSN - Como tudo começou

  • Setembro de 2016: Fundação da iniciativa OPC UA TSN diante do convite da especialista em rede TTTech e a especialista em automação B&R. As companhias envolvidas ficariam conhecidas posteriormente como os "Shapers".
  • Abril de 2017: Belden/Hirschmann e Phoenix Contact se juntam aos Shapers.
  • Novembro de 2017: Pilz, Hilscher e Wago se juntam aos Shapers.
  • Abril de 2018: Rockwell Automation anuncia que se juntou aos Shapers.
  • Novembro de 2018: A Fundação OPC anuncia sua expansão para comunicação em linha de campo com OPC UA sobre TSN.
  • Novembro de 2018: ABB, Schneider e Rockwell se juntam ao quadro da Fundação OPC.
  • Novembro de 2018: O comitê de direção para OPC UA sobre comunicação em nível de campo TSN é apresentado: ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago and Yokogawa.
  • Novembro de 2018: Os primeiros dispositivos funcionais com OPC UA sobre TSN são apresentados na exposição SPS IPC Drives.
  • Novembro de 2019: A B&R lança um extenso portfólio de produtos que suportam OPC UA em comunicação TSN. O portfólio da B&R inclui PLCs X20, controladores de barramento, PCs industriais, PCs de painel e um switch de máquina TSN.

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