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OPC UA over TSN – 从共同愿景到全球标准

适用于工业自动化的开放通信解决方案的兴起是对混合协议网络中接口复杂性的一种终结。OEM厂商不再需要为具有不同控制和总线系统的机器设计和制造多种机型。

专有工业以太网协议的局限性正在变得越来越明显。除了带宽和循环时间问题之外,工业物联网需求已成为对新技术需求的主要驱动力。无论是异构网络还是缺乏统一的全球标准,都带来了许多实质性的挑战。OPC UA over TSN将通过适用于无缝连接的单一解决方案来代替大量不同的专有系统。开发将变得更容易。

物联网标准

2016年9月,贝加莱和网络专家TTTech共同发起倡议:连同一批其他自动化供应商和IT公司,他们开始开发统一的全球标准。其结果就是OPC UA TSN倡议,其成员后来被称为“塑造者”。

这标志着基于OPC UA和TSN以太网扩展的100%开放标准的诞生 – 从而开启了一个全新的时代,其中机器制造者和运营者不用再被迫应对许多不同通信协议并存的局面。

塑造者首次在2016年SPS IPC Drives展会上发布了基于OPC UA和TSN的统一通信标准计划。

无缝连接

该组织的愿景是实现从传感器到云端的开放、免接口通信,包括高度同步的运动控制所需要的实时性。另一个主要目标是与现有技术相比,将性能提高了18倍,这一壮举早在2017年就已被原型证明。作为统一通信标准,OPC UA over TSN的性能是传统解决方案的18倍。

随着技术细节的发展,该组织也在不断壮大。在2018年期间,众多领先的自动化制造商加入了该倡议,共同致力于将OPC UA over TSN变成通用标准。

在2018年SPS IPC Drives展会上,所有主流自动化公司的代表共同宣布,他们将使用OPC UA over TSN作为工业物联网通信的统一标准。图片来源:OPC基金会

OPC基金会的作用

2018年11月,OPC基金会宣布其通过OPC UA over TSN扩展至现场层应用。该组织内部组建了一个由22家行业重量级公司组成的专家指导委员会,专门负责这项新技术。此外,OPC基金会的董事会还增加了三家全球自动化企业:施耐德电气、罗克韦尔和贝加莱的母公司ABB。

首批产品

OPC UA的发布-订阅机制的基本规范和TSN的基本子标准已经完成。其中包括针对时间同步的IEEE802.1AS协议和针对保证数据在网络上传输时间的IEEE802.1qbv协议。首款带有OPC UA TSN的功能设备在SPS IPC Drives展会上进行了展示。在2019年,贝加成为率先推出使用这一开放、实时通信解决方案进行通信的全面产品组合的制造商之一。贝加莱的产品组合包括X20 PLC、总线控制器、工业PC、Panel PC和TSN机器交换机。

未来,新机器仅通过OPC UA over TSN就将使机器制造商和运营商更轻松地实施互联制造系统和工业物联网解决方案。与此同时,像POWERLINK和OPC UA之间的配套规范也将提供一种平稳过渡,从而确保现有机器和工厂可以轻松地融入新网络。

在2019年,贝加成为率先推出使用这一开放、实时通信解决方案进行通信的全面产品组合的制造商之一。

OPC UA over TSN – 一切是如何开始的

  • 2016年9月:应网络专家TTTech和自动化专家贝加莱的邀请,建立了OPC UA TSN倡议。所涉及的公司后来被称为“塑造者”。
  • 2017年4月:百通赫思曼和菲尼克斯电气加入塑造者。
  • 2017年11月:皮尔兹、赫优讯和万可加入塑造者。
  • 2018年4月:罗克韦尔自动化宣布已加入塑造者。
  • 2018年11月:OPC基金会宣布其通过OPC UA over TSN扩展至现场层通信。
  • 2018年11月:ABB、施耐德和罗克韦尔加入OPC基金会董事会。
  • 2018年11月:OPC UA over TSN现场层通信专家指导委员会成员:ABB、倍福、博世力士乐、贝加莱、思科、赫优讯、赫斯曼、华为、英特尔、Kalycito、库卡、三菱电机、莫仕、欧姆龙、菲尼克斯电气、皮尔兹、罗克韦尔自动化、施耐德电气、西门子、TTTech、万可和横河。
  • 2018年11月:在SPS IPC Drives展会上展示了首款带有OPC UA over TSN的功能设备。
  • 2019年11月:贝加莱发布支持OPC UA over TSN通信的广泛产品组合。贝加莱的产品组合包括X20 PLC、总线控制器、工业PC、Panel PC和TSN机器交换机。

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