Ethernet và Truyền thông công nghiệp: Có gì mới nhất?

Có rất nhiều thảo luận đang diễn ra trong tự động hóa công nghiệp xung quanh hai chủ đề thực sự thú vị: TSN (thời gian kết nối mạng nhạy cảm) và OPC UA. Tại sao? Đó là vì hai công nghệ này dường như có tiềm năng làm cho tự động hóa công nghiệp trở nên dễ dàng, minh bạch và có giá trị hơn bao giờ hết. Bạn có thể nghĩ, “Vâng, tôi đã nghe điều đó trước đây.” Nhưng có lẽ mọi thứ khác nhau lần này. Có lẽ…

Hãy bắt đầu với TSN. Thật khó để mô tả những gì mà TSN không có khiến cuộc thảo luận trở nên rất kỹ thuật, rất nhanh chóng. Nhưng cốt lõi của nó, TSN về cơ bản là một nỗ lực để làm cho tiêu chuẩn Ethernet xác định hơn.

Một sự so sánh tuyệt vời để giúp giải thích TSN có thể được tìm thấy trong điện thoại. Ban đầu, các kết nối điện thoại đầu cuối được thực hiện trực tiếp thông qua trao đổi. Kết quả là một kết nối trực tiếp giữa bạn và người ở đầu bên kia của đường dây. Với sự xuất hiện của điện thoại di động, VoIP (Voice over Internet Protocol) và Internet nói chung, kết nối điện thoại hiện nay được thực hiện với các gói tin nhỏ cuộc hội thoại của bạn đi qua mạng. Điều này đã cho phép tính linh hoạt và khả năng mở rộng đáng kinh ngạc, nhưng theo chi phí thường xuyên về chất lượng cuộc gọi.

TSN nhằm mục đích hợp nhất cái cũ với cái mới bằng cách giới thiệu lại kết nối đầu cuối giữa các thiết bị kết nối Ethernet với mạng chuyển mạch gói (ví dụ như Internet) được sử dụng ngày nay. Sự sáp nhập như vậy sẽ cho phép trao đổi thông tin xác thực cao giữa các thiết bị hỗ trợ TSN sử dụng các chip Ethernet tiêu chuẩn.

Không giống như TSN, OPC UA được hiểu rõ bởi nhiều kỹ sư trong tự động hóa công nghiệp. Trên hết, Quỹ OPC đang trải qua một chút thời phục hưng với công nghệ OPC UA. Nguyên nhân của sự phục hưng này là gì? Lý do là khả năng của OPC UA để giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến truyền thông liên quan đến việc thực hiện các giải pháp Industrie 4.0 và IIoT (Internet công nghiệp).

Trong quá khứ, OPC dựa vào COM / DCOM để truyền thông, có nghĩa là nó phụ thuộc vào nền tảng Windows. Tuy nhiên với OPC UA, công nghệ này là nền tảng độc lập và có thể được mở rộng để chạy trên các thiết bị nhúng tới cơ sở hạ tầng đám mây. Ngoài ra, các mô hình thông tin của nó đã được cải thiện, bảo mật theo thiết kế đã được thực hiện, và một tính năng xuất bản / đăng ký sẽ sớm được triển khai, bổ sung mô hình máy khách / máy chủ hiện tại của nó.

Sự kết hợp của TSN và OPC UA dường như là một tiến bộ thú vị trong truyền thông công nghiệp. Hiện tại Profibus / Profinet International (PI) nắm lấy cả hai OPC UA và TSN. Trên thực tế, TSN là chính xác những gì chúng tôi đã làm trong một thời gian dài đã có với Profinet. Ngay từ đầu, Profinet đã là một mạng mở cho phép lưu lượng điều khiển xác định cao để cùng tồn tại với tất cả các lưu lượng Ethernet khác. Đây chính xác là những gì TSN hy vọng đạt được!

Lý do khác để không quá hứng thú ở đây chỉ đơn giản là thời gian. Các bộ phận của đặc tả TSN đã hoàn thành, nhưng vẫn còn một số phần chưa được chuẩn hóa. Và trong khi công việc tiếp tục, việc hoàn thành công việc đó sẽ mất thời gian. Sau đó, sản phẩm cần được thiết kế, phát triển và đưa ra thị trường.

Một số người nghĩ rằng sự kết hợp của OPC UA với TSN có thể phục vụ như một sự thay thế fieldbus. Nhưng đó không phải là trường hợp do tính chất hiện đại của một fieldbus. Ngày nay, một fieldbus không chỉ là một giao thức. Một fieldbus hiện đại xử lý những thứ như truy cập dữ liệu, chẩn đoán, hồ sơ ứng dụng, thời gian hoạt động, bảo trì dự đoán, an toàn và nhiều hơn nữa.

Bước đi chính ở đây là sử dụng đúng công cụ cho đúng nhiệm vụ. Giống như PROFINET không có ý định chuyển thông tin trực tiếp tới đám mây, OPC UA không phù hợp để kiểm soát cấp độ thực địa. Nhưng đây là nơi mà TSN có mặt trong – Profinet và OPC UA giờ đây có thể chia sẻ cơ sở hạ tầng TSN xuống mức hiện trường. Đây là một sự khác biệt quan trọng đối với các tổ chức fieldbus khác định vị OPC UA và TSN chỉ từ bộ điều khiển trở lên. Họ coi những công nghệ này là mối đe dọa, trong khi PI coi đó là một cơ hội. Khi TSN được chuẩn hóa trong Ethernet, nó có thể được triển khai dễ dàng vào Profinet vì Ethernet chuẩn đã được sử dụng.