TSN:工业自动化的未来?

2021年12月15日

时间敏感网络(TSN)是标准以太网技术中最具变革性的发展之一。

它是一种工业通信的赋能技术，可以帮助实现操作技术(OT)和信息技术(It)的融合，以实现企业范围内的实质性改进的目标。实际上，TSN和TSN兼容设备是建立未来工业物联网(IIoT)框架的关键，该框架可以提高生产力、灵活性和响应能力。

TSN是开放系统互连(OSI)参考模型的第二层技术(数据链路)。它由IEEE 802.1标准定义，提供了关键功能，使以太网在设计上具有确定性。这增强了工业通信技术，随着IT/OT的融合，随着数据量的不断增加，有助于协调网络流量。

使用TSN，网络上的所有设备都是同步的。这最小化了抖动的可能性，并防止了高速数据传输中的任何后续延迟。此外，TSN通过为紧急和常规数据预留时间段，支持对这两种数据进行优先级排序。在这些间隔时间内，只传输预定的或时间关键的流量，没有任何干扰。因此，可以防止网络过载，将数据丢失的风险降至最低。

在实践中，这些能力是创建未来可靠的工业物联网应用的关键。提供精确的方法来优先传输紧急或关键任务信息，例如来自车间的控制数据，允许不同类型的流量合并到同一个tsn兼容的网络上。结果是用有限的资本支出(CAPEX)简化了架构。

通过简化网络错误的识别和消除，这些体系结构还可以增加正常运行时间。除此之外，企业还可以建立一个更灵活的基础设施，在其中可以轻松添加、删除或重新配置与tsn兼容的设备。

IT和OT的融合是面向未来的工业物联网应用的核心，在保持低抖动和延迟的同时，传输多种信息类型和协议的能力是必不可少的。通过创建一个TSN兼容的、具有TSN功能的自动化设备的统一网络，IT和OT网络可以结合起来在融合的以太网架构上运行。

这反过来又使公司能够从企业不同部分生成的数据驱动知识中受益，因为他们获得了对制造过程的整体可操作的见解。此外，他们可以创建分散的决策策略，以帮助公司的不同部门访问来自整个组织的相关数据，以获得关键的过程信息。最终，产生的深入理解可以用于改进kpi，从而提高性能、生产力、效率和最终产品质量。

TSN为企业提供了机会，增强了工业通信，并提供了实现前瞻性智能制造战略的工具。因此，在网络技术和自动化设备中实施TSN解决方案对于帮助企业成功实现其数字化转型战略至关重要。

三菱电机最近在其自动化系统产品系列中发布了TSN接口，提供将千兆以太网带宽与时间敏感网络(CC-Link IE TSN)结合起来的通信技术。这使得机器制造商和最终用户都能够切换到TSN或升级他们当前的系统。

Jeremy Shinton是三菱电机边缘计算技术的产品经理。