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                中华工①控网 > 工控新】闻资讯 > 媒体视角 | 从背景到未来,一文了解CC-Link IE TSN
                媒体视角 | 从背景到未来,一文了解CC-Link IE TSN

                / 2020/7/29 11:09:57 来源:CC-Link(CLPA)

                受访人:

                CC-Link协会」全球事务局长 川副真生

                1

                当今的制造业,随着用户需求的多样化和复杂化,需要实现万物互联并最大限度地利用各种数◤据,以实█现能自主进行最优化制造的“智慧工厂”。为此,CC-Link协会(CLPA)于2018年11月正式发布了CC-Link IE的次世代网络,即崭新的工业开放网络“CC-Link IE TSN”技术规范。

                该网络在全球率先采用了□标准以太网的扩展技▼术“TSN(Time Sensitive Networking)——时间敏感网络”。TSN技╳术正在制定IEEE国际标准,同时各家工业ㄨ开放式网络也在探讨如何将□ 其融入。

                以往的标准以太网通信无法实现在同一链路上同时进行控制通信♀(确保◣实时性)和◣信息通信(非实时性通信),现在使用TSN技术中的时间分割通信方式就可以实现。另外,采用了高效的通信协议方式进一步ぷ∴强化了CC-Link IE的¤性能及功能,同时也实现了高速度和高精度的运动控制。实现了“FA与IT的融合”和“高速度.高精度控制” 的CC-Link IE TSN网络加快IoT智慧工厂的建设步伐『。

                从CC-Link IE TSN的网络规范发布至2020年4月,一年半时间已有100多种兼容产品在开发中或已经在市场销售,2020年将正式步入市⌒ 场应用阶段。

                CC-Link IE TSN的发布背▓景

                实现智慧工厂,实时收集生产现场的数据,在通过边■缘电脑进行技术处理后再无缝▼传输到IT系统至关重要。为了有效利用生产现场的数据,既能〗保证高速、稳定的通信控制又能向IT系统传输大容量信息的网络不可或缺。也就是生产现场的工业网络和IT系统网络的融合尤为□ 重要。

                目前生产现场使用着各种工业网】络,却也面临着一些课题,如转换器、网络配线等建网产品不同的标准、为了保证通信的实时性各种网络也采用了不同的规ぷ范,同时IT网络与工业网络之间也存在网线和设备无法共享等课题。而且,为了实现智慧工厂,要求通过装置和】设备的高性能化和高功能化提高∩生产效率,高水准的运动控制网络也成为必要,特别是在半导体、新能源◤锂电池制造等行业,这类需求尤为显著。

                CC-Link IE TSN网络正是能够满足这些需求。它继承了现有CC-Link IE网络的特点,同时◣采用了TSN技术中的时间分割保证了实时性,并真正实现在同一链路上传输多种不同规范的网络数据。同时通过有效的网络协议,实现了高速度和高精度的运动控制。由此,CC-Link IE TSN可以突破从上位的IT系统到生产现场的FA系统的网络层次束缚实现一网到底,使扩展制造业的各种应用成为了无限可能。

                CC-Link IE TSN的优势

                CC-Link IE TSN具有以下4个主要特点:

                (1)FA(控制通信)和IT(信息通信)的融合

                在进行确保实时性的控制通信的同时,可在同一链路上●传输其他开放式网络的通信信息、IT系统通信信息,提高了系统构成的自由度,大幅度削减配线成本。

                (2)高速度、高精度控ξ制的实现

                CC-Link IE TSN采用了在链路上的时间同步,实现在固定时间段内同时发送输入和♀输出的通信帧,由此大幅度削减了网络整体的循环数据的更新时间。而且,在同一链路中可以使用不同通信周期的设备,即在维持伺服放大器等需要高性能通信周期的设备性能的同时『,可连接远程I/O等不需要高速通信周期的设备。因此能根据各种设备的特性实现通信周期的最↘优化、驱动控制性能的最大化,并缩短生产节拍时间。

                (3)上线、运营、保全工时的削减

                采用TSN规定的时》间同步协议,CC-Link IE TSN对应的设备可补正设备间的时间差异,进行高精度的时间同步。因主站和从站的各自时间戳均以微秒为单位进行校对,所以在网络发生异常←、解析运行记录时,可以按照正确的时间排序追溯⊙发生异常前的历史事件,由此能查明故障原因并尽快排除╱故障恢复系统╲。而且,也实现了向IT系统提供具备正确时间属性的♂生产现场信息。这样,用户通过使用AI(人工智能)数据解析应用工具等进行预测保全时,其精度可以得到进一步的提高。

                (4)通过丰富的开发方☆式实现对应产品量的扩充

                CC-Link IE TSN不仅可以用硬件,也可以使用软件进行开发。在采用ASIC、FPGA实现高速控制的开发方式的基础上,增加了在标准以太网芯片上用软件协议栈的〓方式开发主站及从站产品的方法。通信速度也在原有的1Gbps基础上,增加了对应100Mbps的选择项。通过↘如此多样化的开发方式,各种设备对应CC-Link IE TSN就变∏得更加简单,而丰富的对应产品也将为用户带来便利和效益。

                未来发展方▲向

                在智慧工厂时代,工业网络的作用日益重要,为了进一步扩●大其应用领域,我们正在推进以▃下相关技术的开发和应用。

                (1)用于智慧工厂的5G等无线技术的采用进一步实现效率化

                当今网络系统使用无线技术的要求日益强烈,CLPA于2019年6月与相关合作〓企业共同成立了“无线对应〓工作组”,推进应用从现有的Wi-Fi到未来的5G等无线技术。

                (2)加ξ 强互联互通性

                至今,CLPA积极与OPC Foundation、PI组织(ProfibusInternational)、FDT Group(DTM技术)等规范/标准团体开展卐着公开的合作,今后将通过TSN技术进一步强化与其他工业开放网络的互联互通相关合作,共同实现最大限度地利用万物互连的信息数据。

                (3)国际标准、行业标准、国家标准等标准化活动推进

                继CC-Link IE已取得的IEC61784国际标准▓外,还将推进在半导体、FPD行业的全球行业标准SEMI、中国、韩国等各国的国家标准等的申请认证。

                (4)光纤的使用对应

                为了对应长距离使用以及在耐高噪音的领域的应用,CLPA也正在加速网络的光纤对应。今年正值CLPA成立20周年,我们将与所有的客户和合作伙伴一起,加速推进工业开放式网络CC-Link IE TSN的发展,使其成为构建自主制造的“智慧工厂”的最优化网络基盘。

                --本文摘自《自动化博览》2020年5月刊

                 

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