Выберите регион и язык:

Машины, полевые устройства, ERP-системы и облачные приложения - все взаимодействует в одной сети? Еще несколько лет назад такое решение казалось несбыточной мечтой, но с приходом OPC UA over TSN это становится реальностью. Все ведущие поставщики систем автоматизации признали единый стандарт связи для промышленной коммуникации в реальном времени.

На протяжении многих лет развитие средств автоматизации формировалось в результате непрекращающегося противоборства между различными протоколами связи. Машиностроители, выбирая тот или иной коммуникационный протокол, привязали себя к решениям от конкретного поставщика систем управления. Но чтобы выполнить все требования своих заказчиков, машиностроителям часто не оставалось ничего другого, как интегрировать несколько различных систем управления в одной машине.

Полевые шины

"Первые образцы систем полевых шин разрабатывались еще в конце 1980-х годов." рассказывает Штефан Шёнеггер, вице-президент B&R по стратегии развития продукции и инноваций. И к середине 90-х годов появилось огромное количество полевых шин, вступивших в борьбу за доминирование на рынке автоматизации. "Это было началом так называемой первой войны полевых шин."

Но уже к концу 90-х годов технология полевых шин исчерпала свои возможности, и они перестали отвечать предъявляемым к ним требованиям, поэтому взоры ведущих игроков устремились на перспективную технологию Ethernet с хорошо зарекомендовавшим себя физическим уровнем. Оставалось только найти способ сделать стандарт Ethernet совместимым с режимом реального времени.

Группа компаний-разработчиков (анг. The Shapers) представила свои планы по созданию унифицированного стандарта на базе OPC UA и TSN на выставке SPS IPC Drives 2016.

Промышленные Ethernet-протоколы

"Тогда в какой-то момент времени начало казаться, что все отрасли промышленности смогут договориться об общем стандарте промышленного Ethernet." - продолжает Шёнеггер Но каждый поставщик систем автоматизации стал разрабатывать свой собственный промышленный протокол Ethernet, и только для своих систем. И в начале 2000-х годов мечта машиностроителей и производителей о едином протоколе связи была отложена в долгий ящик.

Подобно первым промышленным шинам протоколы промышленного Ethernet также имеют свои собственные ограничения, которые в последние годы становятся более очевидными и сужают область их применения. Ширина полосы пропускания, время цикла и требования промышленного Интернета вещей стали особенно важны при развитии новой технологии. "Фундаментальным условием для внедрения промышленного Интернета вещей является бесшовная связь от полевого до облачного уровня," - объясняет Штефан Шёнеггер. "И в этом ключе, кибербезопасность играет важную роль."

"Промышленники признали, что путь к единому стандарту лежит через OPC UA over TSN."Штефан Шёнеггер, вице-президент B&R по стратегии развития продукции и инноваций.

Стандарт

"Компания B&R уже давно задумывается над тем, каким должен стать следующий шаг в развитии промышленной связи." - отмечает Штефан. "Собрав и оценив требования наших заказчиков, нам стало ясно, что помимо технических проблем, существует еще один важный вопрос - разнородность протоколов и отсутствие общепризнанного, единого стандарта."

"Поэтому в сентябре 2016 года, B&R и компания TTTech, специализирующаяся на сетевых технологиях, пригласили заинтересованных поставщиков IT-решений и систем автоматизации, чтобы обсудить разработку такого стандарта на базе OPC UA и Ethernet с расширением TSN" - вспоминает Штефан Шёнеггер. Именно на этой встрече была основана так называемая инициатива OPC UA TSN. А в последствии участники инициативной группы вошли в группу компаний-разработчиков (англ. Shapers) нового стандарта. Цель группы заключалась в том, чтобы получить открытую, независимую от интерфейса связь от полевого до облачного уровня, с возможностью работы в режиме реального времени, необходимой для синхронизации управления движением. Целью разработки было увеличение производительности в разы, вплоть до 18 раз больше по сравнению с существующими на рынке технологиями.

По мере того как прорабатывались технически детали новой технологии, группа компаний-разработчиков продолжала только расти. "К 2018 году большинство крупных игроков рынка в области технологии автоматизации примкнули к нашей инициативе." - констатирует Штефан Шёнеггер. "Промышленники признали, что путь к единому стандарту лежит через OPC UA over TSN."

Организация

Чтобы стандарт был по-настоящему независимым, организация, поддерживающая стандарт, тоже не должна быть привязана к конкретному производителю. "Я был очень рад, что группа компаний-разработчиков смогла добиться того, чтобы дальнейшее развитие технологии OPC UA over TSN проходило под эгидой организации OPC Foundation." - рассказывает Штефан. В ноябре 2018 года организация OPC Foundation объявила, что технология OPC UA over TSN будет расширена на полевой уровень. Для этой цели был создан специальный координационный комитет, состоящий из 22 промышленных гигантов. Кроме того, три игрока с мировым именем в сфере автоматизации вошли в состав правления OPC Foundation: Schneider Electric, Rockwell и ABB - головная компания B&R.

Будущее

Необходимые спецификации для механизма издатель/подписчик OPC UA и основные подстандарты для TSN завершены. В том числе стандарт IEEE802.1AS для синхронизации времени и стандарт IEEE802.1qbv для гарантированного времени передачи данных в сети. "Теперь наши усилия сконцентрированы на том, чтобы внедрить технологию OPC UA over TSN в наше портфолио." - объясняет Шёнеггер. Контроллер шины от B&R с OPC UA over TSN скоро будет запущен в производство, за ним последуют контроллеры и приводная техника.

"Уже через пару лет Вы не встретите ни одной новой машины без OPC UA over TSN." - убежден Шёнеггер. Реализация сетевой производственной инфраструктуры и внедрение промышленного Интернета вещей станет для производителей оборудования и пользователей машин существенно проще, как только разнородные сети уйдут в прошлое. И Штефан Шенеггер ожидает, что этот переход произойдет быстро и безболезненно. "Сопутствующие спецификации, например между POWERLINK и OPC UA," - подмечает Штефан, - "позволят легко интегрировать существующие машины и системы в новую сеть."

Компания B&R представила первый контроллер шины с OPC UA over TSN на выставке SPS IPC Drives 2018.

Выберите регион и язык:

B&R Logo