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| OPC UA TSN乃未来全互联架构“黑马”？听听NI、贝加莱、OPC基金会怎么说？ |
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前两天，有读者在《组态软件测评∣WinCC、Citect、LabVIEW、InTouch、Ingnition，你更喜欢用哪个？》中留言问工控小编 ↓↓↓谈及OPC UA TSN，除了几个主流厂商对OPC UA TSN加以研究，国内只有少数人中的少数人读懂了这一趋势。新技术的推广，从曲高和寡到众人响应总有一个过程。令人欣喜的是，越来越多的工程师、专家、企业开始关注、思考这项新技术。联手OPC UA，TSN将成工业通信领域具价值“潜力股”天下武功，唯快不破，这句话对于工业通信领域同样适用。特别是智能制造对于柔性生产的更高要求，以及跨平台、跨行业的应用需求越来越多，大型实时工业通信网络为运营者带来了严峻的挑战。“OPC UA提供了一个封装信息模型的标准，让信息在不同的平台间实现畅通无阻的交换，让平台之间实现零成本零耗时的无缝对接。”OPC基金会中国区首席代表张誉如是说。截至目前，已有超过4200家供应商在1700多万个应用领域里生产了超过35000种不同类型的OPC产品，单在工程资源方面就节省了数十亿美元。“TSN（Time Sensitive Network，时间敏感型网络）是一项从视频音频数据领域延伸到汽车领域，并进一步推广至工业领域的技术。”贝加莱（中国）市场经理宋华振这样介绍道。TSN能够在制造业应用的原因是它解决了单一网络来解决复杂性问题，与OPC UA融合来实现整体的IT与OT融合；周期性数据与非周期性数据在同一网络中得到传输；平衡实时性与数据容量大负载传输需求。以OSI（Open System Interconnection）的七层模型来解读：OSI包含应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层，OPC UA连通作用于会话层、表示层、应用层。TSN虽然只针对物理层和数据链路层，但它又包含交换机和路由表的功能，相当于其作用延伸至网络层和传输层。实际应用例如，机器用POWERLINK、open SAFETY，上面管理层用OPC UA+TSN。（OSI七层模型，图片来源于网络）“联手OPC UA，TSN将成工业通信领域具价值‘潜力股’。”美国国家仪器有限公司市场工程师易曦露表示。对于TSN和OPC UA的结合，业界大多看好基于两者建立起的统一通道所带来的后续价值。如果说TSN解决的是底层的数据获得的问题，那么OPC UA解决的就是应用层语义解析的问题。而基于TSN和OPC UA建立的统一通道，不仅将彻底统一数据链路的服务标准，更将有可能打破传统工业的结构，压缩至扁平化。届时，在降低硬件成本的基础上，系统架构也将进一步简化，市场前景不可估量。国际上有哪些组织正在研究OPC UA TSN？相较于OPC UA的广泛认可与成熟应用，TSN目前正处于技术定型测试阶段，主要解决产品的互通性和稳定性。尽管如此，TSN在2017年中依旧发展迅速。2017年11月举行的纽伦堡SPS展上，EPSG组织展出了OPC UA TSN的演示系统，针对200个I/O站，5个高清视频的数据刷新达到了100μS。（EPSG展出的OPC UA TSN演示系统）据易曦露介绍，EtherCAT技术协会将TSN技术补充到EtherCAT，利用TSN帮助多个工业控制器通过以太网网络与多个不同的EtherCAT网段进行实时通讯。Avnu联盟、工业互联网联盟（IIC）和OPC基金会宣布在TSN中引入OPC UA，并将与IT-OT行业领导者合作推动工业物联网和工业4.0应用的互操作性。同时，OPC UA TSN Workgroup成员ABB、博世力士乐、贝加莱、思科、通用电气、库卡、美国国家仪器（NI）、派克汉尼汾、施耐德电气、SEW-EURODRIVE、TTTech正在联手推动OPC UA TSN作为工业控制器与云通信的统一解决方案，用于在工业控制器与云之间实现确定性和实时的点对点通信。基于这一开放、统一、基于标准和可互操作的工业物联网解决方案，将可让业界使用不同厂商的设备，并保持完全的互操作性。该组织还考虑将OPC UA TSN作为工业自动化和工业物联网连接的统一标准。（主流厂商对于OPC UA TSN积极探索 图片来源于贝加莱)此外，OPC UA TSN Workgroup成员还计划在下一代产品中支持OPC UA TSN。对此，工控小编特别咨询了几家代表企业。在IIC与OPC UA基金会的支持下，NI与博世、英特尔、库卡机器人、施耐德电气等公司共同联手推动OPC UA TSN网络在工业控制与通信领域的应用，并合作开发了全球时间敏感网络（TSN）测试台。产品方面，NI在多款控制器及新产品中均提供对OPC UA和TSN标准的支持，并且采用基于LabVIEW的专用API，帮助工程师快速完成OPC UA TSN的图形化编程。贝加莱表示，支持OPC UA TSN产品目前处于测试阶段，目前OPC UA在其控制器中已经完全集成，而TSN预计会2018年有可用产品。ABB、思科也在积极准备当中，未来将和大家分享。OPC UA TSN是中国企业换道超车的新机会随着技术的进步发展，传统工业的金字塔架构在很大概率上会被OPC UA TSN直接打破，变成扁平化结构，不用再经过层层设备，从传感器端采集的数据通过TSN和OPC UA，不用再历经PLC控制器、SCADA系统、MES系统，就可以直接连入云端。OPC UA TSN会对未来的制造业智能制造实现架构、分布式计算的推进、新的商业服务模式的演变起到推动作用。毕竟，过去IT想进入制造业会遇到各种垂直技术壁垒，而未来，在实现异构网络连接、语义互操作后，水平、垂直与端到端的集成将会成为现实。基于边缘计算架构、分布式业务组织、云端应用服务、人工智能，制造业将迈入真正的“互联网时代”，融合带来新机会。而中国，由于互联网的部署已经达到了很高的水平，应用也使得网络、计算资源具有了经济性，IT与OT的融合一定会为中国制造业带来巨大的提升，中国制造将因此而真正实现超越，快速缩减与国际先进工业企业间的技术差距。
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