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  • 理解TSN
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  • 常见问题解答
RP测试蓝色图像

近年来,机器智能和机器人技术取得了令人难以置信的进步,推动了自动化领域的进步,尤其是工业自动化和汽车控制。

探索自动化网络如何变化

TSN通过提供高带宽和可靠的实时通信,为现代工业自动化网络提供了许多好处。

为什么听?

TSN可以用于各种应用,不仅因为它的技术优势,还因为它的总拥有成本(TCO)更低。使用TSN交换机替换现有交换机可能会增加成本,但这通常比复制网络和维护额外网络的成本要低。

在自动化网络中,TSN能够将许多小型、断开连接的网络聚合为一个统一的网络结构。这种新的网络可以适应大规模实时通信的要求,同时为背景数据提供更多的传输带宽。看看一些用例,它们展示了网络融合在不同市场中的好处。

TSN在哪里?

赫希曼致力于进一步推进TSN技术并提供具有最高质量标准的工业以太网交换机。探索我们不断扩大的支持TSN的设备和软件解决方案组合,确保可靠的独立于供应商的通信。

体验我们的TSN能力组合

Hirschmann致力于进一步发展TSN技术,并提供具有最高质量标准的工业以太网交换机。探索我们不断扩大的支持TSN的设备和软件解决方案组合,确保可靠的独立于供应商的通信。

  • DIN轨道道岔
  • IP67交换机
  • 软件

Hirschmann管理的快速/千兆以太网交换机–RSPE可扩展

赫希曼RSPE家庭

  • 防未来设计和最佳投资保护:多亏了媒体模块提供的最大灵活性
  • 最大生产力的系统和机器-多亏了完全无中断的数据通信
  • 未来的互操作性–基于国际IEC62439标准的内置PRP和HSR
  • 经济高效的解决方案–易于添加媒体模块和PoE/PoE+端口,为终端设备提供经济高效的电源

Hirschmann下一代紧凑型快速/千兆以太网交换机-BOBCAT

赫希曼山猫家族

  • 高级安全-i包括线速访问列表和自动拒绝服务预防
  • 精密dara传动-通过TSN技术同时支持网络上的多种业务
  • 为未来的增长做准备-提高了带宽和速度能力
  • 增加正常运行时间,广泛支持冗余机制,如MRP、HSR和PRP
  • 配置完美匹配-交换机支持4到28个端口,具有第2层和第3层功能

Hirschmann管理的快速/千兆以太网IP67交换机和路由器-八达通

赫希曼章鱼家族

  • 坚固紧凑的外壳-确保在机械应力、湿度、污垢、灰尘、冲击、振动、冷热方面具有最高的工业保护等级(IP67/IP65)
  • 扩展功能范围-交换机可提供8 - 28端口,快速以太网和千兆以太网型号,具有双绞线或光纤端口的抗振连接器
  • 降低布线成本–交换机可根据需要进行级联–允许使用短路径实现分散网络到各个设备
  • 与标准的最佳一致性–确保最大的长期生存能力,这意味着系统可以在必要时进行经济高效的扩展

Hirschmann操作系统- HiOS

Hirschmann HiOS开关软件

  • 安全-综合功能构建安全的网络基础
  • 冗余-多种技术匹配工业网络拓扑,包括MRP、MSTP、PRP、HSR、DLR和VRRP
  • 未来证明- 定期软件更新,加上一个品牌不可知的内置OPC UA服务器,可以在所有级别的自动化之间介绍通信
  • 实时通信-免费,嵌入式和易于配置的TSN功能,不需要特殊的硬件,软件或知识
  • IT / OT收敛-办公室和工业管理协议,以促进IT和OT网络的集成

Hirschmann工业HiVision网络管理软件

Hirschmann工业HiVision

  • 可诉-通过网络仪表板获取关键性能指标的即时可见性,允许及时补救,提高正常运行时间和安全性
  • 节省时间-使用MultiConfig轻松识别、映射和配置所有网络基础设施,包括来自任何制造商的支持snmp的设备,甚至在运行期间
  • 保证性能-下载免费版本的软件,让您无限使用,体验好处,然后再购买

工业自动化的转型

工业自动化市场是由工业3.0向工业4.0转型推动的。或者智能工厂,工业物联网(IIoT)的一部分。这种转变通常被描述为从自动化金字塔向自动化支柱的转变。

金字塔模式,这个行业已经遵循了几十年的模式,严格地将功能层从工厂车间(实地)一直到最高层的管理系统分开。实时数据通信通常在现场级进行,传感器和执行器位于现场级和控制器级之间。

工业物联网(工业4.0)生产环境中的自动化支柱仍然具有工厂车间的现场水平,但现场水平上的传感器总数大大增加,从而允许对制造功能进行更严格的分析和控制。

在自动化支柱中,控制器级别消失。一些控制功能作为分布式控制单元转移到现场级别,用于实现极快和可靠的反应,如安全功能。其他控制单元作为集中控制单元(“虚拟PLC”)进入管理层(工厂主干网)。

虚拟控制功能或虚拟可编程逻辑控制器(可编程逻辑控制器),托管在本地自动化云中,通过连接层直接与生产流程交互。PLC的虚拟化提供了最大的灵活性;它们可以添加和删除,计算能力可以分配到最需要的地方。工厂主干网中的应用程序甚至不需要位于physica非常靠近现场级应用程序。根据应用程序允许的最大端到端延迟(延迟),它们可以位于任何位置:IT部门,甚至远离工厂的数据中心。控制过程中的这种灵活性转化为生产过程中的灵活性。

在现场级和工厂主干网之间是一个连接级别。现场级和连接级别都需要高速、低延迟的网络性能。此外,连接层承载的优先级较低的后台流量不得降低时间关键型流量。这就是TSN的作用。

自动化支柱2021

图:从自动化金字塔移动到自动化支柱。

认识到工业物联网环境中对TSN的需求

自动化支柱中的连接层可以被认为是工厂骨干和现场层之间的信息高速公路。流量包括关键任务数据和不太紧急的数据。连接层需要让所有的流量都到达它要去的地方,但关键任务的数据是紧急的;它需要准时到达目的地。当建立一个同时承载紧急和非紧急流量的网络时,你有四个选择:

  • 使用TSN,它允许紧急和不太紧急的数据共享网络连接,同时防止不太紧急的流量阻碍更紧急的流量。
  • 为不同的应用程序构建单独的网络—这是一个高成本的选择。
  • 网络基础设施规模过大,这是一种广泛使用但极其昂贵的方法,称为带宽获得.
  • 面对任务关键型数据的流量延迟,这通常不是一个可行的选择。

在这四个选项中,明确的选择是第一个选项——使用TSN。

TSN -关键任务网络的新发展

在高度自动化的系统中,实时通信是必不可少的,有时甚至是至关重要的。想象一下,一辆自动驾驶的汽车在路上为行人刹车时犹豫不决,或者装配线上的机器人接收到来自计算机的延迟指令,计算机正在同步它们的运动。

几种实时通信技术,包括EtherCAT、PROFINET IRT和Sercos III,被用于确保及时通信,但它们存在兼容性问题,并提供有限的(如果有的话)对未来增强(如增加带宽)的支持。

时间敏感的网络可以克服这些限制,提供以下三个要点:

  • 可靠的实时通信
  • 高带宽,以容纳流经自动化网络的大量传感器和背景数据
  • 与以太网设备的向后兼容性

面向未来的以太网

TSN将IEEE* 802以太网提升到一个新的水平,以满足当今和未来自动化网络的需求。TSN提供了前所未有的低端到端延迟,以及具有非常低抖动的帧传输精度,这超出了标准IEEE 802.1技术的任何可能。IEEE 802.1和IEEE 802.3的标准化确保了不同供应商之间的互操作性,广阔的市场范围,可扩展性,未来以太网速度的提高和投资安全。

*电气和电子工程师学会

自2018年11月OPC基金会建立现场通信(FLC)倡议以来,OPC UA和IEEE TSN作为厂商中立通信技术的技术组合不仅在纸上,而且在技术实现上都得到了广泛的支持。贝尔登集团的一部分赫希曼从一开始就支持这一发展。188bet下载软件

  • 赫斯曼是一位先驱在TSN工业以太网,并不断重新定义技术的限制。
  • 赫希曼很出色在时间同步。赫斯曼开关用于要求精确定时的最苛刻的应用。
  • 赫希曼网络管理软件解决方案实现了现代lloT网络的融合和运行。

TSN在哪里?

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汽车车载网络

现代汽车配备了大量的车载电子控制单元,以覆盖新功能,如自动驾驶。功能的增加推动了对物理连接和通信带宽的更大需求。

汽车总线系统,包括FlexRay、控制器区域网络(CAN)和面向媒体系统传输(MOST),都在努力跟上这种需求。它们都依赖于专用的物理布线,这增加了复杂性和重量。额外的重量降低了燃油经济性和性能。

车载汽车和卡车网络的主要用途是将许多不同的车载通信总线用确定性以太网汇聚和替换。这背后的原因是现代汽车中电缆束的重量和复杂性。

TSN能够汇聚和替换许多不同的车内通信总线,以形成统一的连接层。

以太网尚未取代许多此类总线系统,主要是因为以太网布线未满足车内使用案例的电磁抗扰度要求,但这一点已发生变化:IEEE 802.3工作组已指定了几个能够满足这些要求的物理层芯片(PHY)。PHIS的引入为以太网和TSN打开了车内市场。

TSN能够将不同优先级的通信合并到一根电缆上,无反馈,非常适合作为车内主干通信技术。

汽车制造商可以根据其架构以不同的方式使用TSN。对于一些制造商,TSN仅连接车辆内部的不同应用领域,如传动系、车身控制和乘客娱乐,通过网关连接到每个领域。在每个域中,使用不同的技术,如MOST或FlexRay。

在其他情况下,TSN也在各个应用程序域中使用,并完全取代车内总线网络。一些制造商已经表示,TSN最终将取代除诊断CAN以外的所有车内总线系统。

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能源自动化

在能源自动化中,例如在变电站中,TSN可用于允许时间关键型数据(如电压和电流采样值)通过网络传输到电气保护设备。当GOOSE协议使用与传感器数据或网络监视相同的网络基础设施时,TSN还可用于提高重要事件通知(通用面向对象变电站事件(GOOSE))的性能。

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工厂自动化

在工厂自动化中,网络融合实现了分布式实时控制;大型机械和众多机器人可以比以前更精确、更灵活地相互作用。组织可以支持需要分析大量传感器数据的应用程序,如预测性维护。从云到传感器的融合网络还允许从互联网安全远程访问生产机械,以执行远程维护和其他任务。
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运输应用

在运输领域,例如在火车网络中,诸如乘客娱乐之类的便利应用程序可以与与安全无关的其他应用程序(如乘客信息或控制功能)共享一个网络。反过来,安全功能可以与专用控制网络上的其他控制功能相结合。

浏览下载和洞察行业趋势。

TSN资源

时间敏感网络(TSN)白皮书

白皮书

时间敏感网络(TSN)白皮书

了解TSN如何帮助您实现更灵活、智能和动态的生产设施

10.01.2019

用TSN改变自动化的面貌

工业自动化

数字技术已经占据了我们生活的许多方面,工厂车间也不例外。由于工业4.0(也被称为“智能工厂”),数字技术已经成为制造业优先考虑的问题。

奥利弗Kleineberg|01.27.2021

TSN能为您做些什么?

工业自动化

到目前为止,大多数工业网络运营商都听说过时间敏感网络(TSN)。我们从客户那里收到了很多关于其状态以及如何使其运营受益的问题。作为几家TSN的编辑。。。

Stephan Kehrer.|12.10.2019

现在证明:下一代交换机是如何满足TSN网络需求的

工业自动化

正如许多读者所知,Belden对紧凑型管理交188bet下载软件换机的世界并不陌生,我们感到自豪的是,网络运营商已使该公司成为市场领导者,在全球范围内拥有70多万台活跃的交换机。

尤尔根·施密德|05.21.2019

TSN如何保证数字化变电站的实时通信

工业自动化

如果你是我们博客的忠实粉丝,你可能已经看到时间敏感网络(TSN)的话题反复出现。这是因为我们相信,这是一套关键的技术,最终将为交付提供时间保证……

德国费尔南德斯|12.13.2017

现在和将来的TSN配置是什么样的?

工业自动化

时间敏感网络(TSN)在工业界是一个非常热门的话题。在过去的几个月里,您可能已经阅读了许多关于新标准的文章,所有这些文章都可能吹捧实时通信的革命性……

Stephan Kehrer.|07.19.2017

从这些有用的常见问题中获得灵感。

TSN代表什么?

TSN(时间敏感网络)是一种标准的集合,可以通过标准以太网提供确定性消息传递。由电气和电子工程师(IEEE)研究所(IEEE)所定义,TSN涉及一种网络流量管理形式,以确保用于端到端传输延迟的不可转让的时间框架。

延迟和抖动之间的区别是什么?

延迟=数据从A点到B点所花费的时间
抖动=延迟的任何变化

例如,假设你必须在一个特定的时间去赴约。你上网,在地图上标出路线,发现你需要30分钟才能开车到那里。你在智能手机的GPS应用程序中输入目的地,它给出的估计是相同的:30分钟。事实上,你以前开车到过那里,每次都要花30分钟。这是延迟。

约会前30分钟,你跳上车,开始开车去约会。十分钟后,你被堵车了。你不知道会耽搁多久。那是抖动。

什么是OPC?

OPC是工业自动化领域和其他行业中用于安全可靠的数据交换的互操作性标准。它是平台独立的,并确保来自多个供应商的设备之间的信息无缝流动。OPC基金会负责这个标准的开发和维护。

OPC标准是由行业供应商、终端用户和软件开发人员开发的一系列规范。这些规范定义了客户端和服务器以及服务器和服务器之间的接口,包括访问实时数据、监控警报和事件、访问历史数据和其他应用程序。

OPC和OPC UA之间的区别是什么?

2008年发布的OPC统一架构(UA)是一个独立的服务导向架构,它将各个OPC经典规范的所有功能集成到一个可扩展框架中。

这种多层次的方法实现了原始设计规范的目标:

  • 功能对等:所有的COM OPC经典规范都映射到UA
  • 平台独立性:从嵌入式微控制器到基于云的基础设施
  • 安全:加密、身份验证和审核
  • 可扩展:能够在不影响现有应用程序的情况下添加新功能
  • 综合信息建模:用于定义复杂信息

与TSN相比,切换到OPC UA的主要优势是什么?

通过结合使用开放和标准的技术,如OPC UA和TSN,工业自动化市场可以避免现场总线供应商简单地在TSN上添加新的专有技术层的危险。OPC UA over TSN满足了工业应用程序的所有严格要求,同时提供了企业IT的所有灵活性和互操作性:

  • 完全开放、标准且可互操作的通信
  • 精确的时间安排和关键消息的交付保证
  • 关键和非关键流量汇聚在一个对用户透明的网络上
  • 基于应用需求的自动化和动态网络配置
  • 无处不在,从传感器到云的连接没有网关
  • 前后兼容,集成现有以太网设备