工业的物联网通讯技术时代 【二】

工业物联网通讯技术时代--数字工厂通信冠军

过去，工厂里到处都是机器，它们相互依赖多年，但产生的信息彼此隔离，很少说话或使用。然而，在离散系统或过程自动化系统中，信息交换具有不同的流类型和传输要求。自动化技术与工厂系统和应用程序之间存在垂直通信要求，控制器与控制器之间、控制器与现场设备（如驱动器、传感器和驱动器）之间以及输入与输出之间存在水平通信要求。过去，不同类型的现场总线和工业以太网支持这种不同的通信需求，将通信量划分为不同的网络。“独立管理”数据管理局面的形成具有历史必然性，但它现在已成为制约万物互联的桎梏。

工业物联网通讯技术时代--OPC UA位于世界语言工厂，用于所有国家的工程机械。

近年来，OPC UA标准迅速发展成为一个统一结构的开放通信平台，并处于领先地位。2017年底，VDMA和Pronhov IOSB发布了引入OPCUA及其中小型机械工程战略的政策。该命令明确强调，OPC UA不是自动实时通信的另一个标准，而是在信息岛上的设备之间建立额外通信通道的工具，并提供了成套设备之间的统一通信模式。来自不同制造商的机械设备和配件。

OPC UA计划并不取代现有的通信协议，而是使用工具实现统一的通信和对话。这就是说，这次不是侵略者，而是和平缔造者。更重要的是，让设备进入灰色区域，甚至黑暗角落，成为亮点。

从传感器到设备再到云，它们都是危险的火山。体验过程中需要解决的问题包括统一语义（不同的交换文件）、实时（快速运行）、大数据传输（大容量）、大规模并行（混合）、异构数据（肤色）等，OPC UA规范了机械数据（如设备描述、测量值、参数和控制变量）的信息交换，成为向西方学习的重要财富。但它只能解决上述问题。互联网如何从底层处理数据。就像成千上万的军队在山谷里杀死各种武器一样？

工业物联网通讯技术时代--TSN

TSN是一个时间敏感网络。根据不同数据响应速度要求的特点，它提供了一种确保网络弹性的机制。例如，在现代工厂控制中，不仅有大量的实时数据通信和控制，而且还有大量的监控和各种无线数据，成为现场数据拥塞的一条跑道。大量结构化实时信息和非结构化信息（如音频和视频流）以及其他类型的数据需要高精度的数据同步。在控制器之间通信时，可以根据信息传输的优先级来协调TSN功能，以确保在复杂的现场条件下协调各种通信。

可以说，TSN为龟兔赛跑在数字世界中创造了一个新的位置。这种“龟兔融合”规则不再是识别数据多样性的理性选择，而是快速和缓慢。

目前，TSN已达到实际使用所需的技术成熟度，已推出具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统。事实上，TSN不是一项新技术，而是AVB（音视频桥）的音视频桥。这是AVnu联盟认可和开发的协议。AVB协议是一种流媒体功能，它提供时间同步、低延迟和带宽预留，以确保音视频数据的实现。TSN是AVB的开发版本，它在原始规范的基础上扩展了标准的范围、功能和应用。2017年，工业互联网联盟（IIC）和Avnu联盟宣布将联合推广TSN标准设备的使用。这也意味着TSN已在工业领域得到广泛认可。

因此，OPC UA位于上层，TSN主要位于下层，这反映了地板和天花板之间的相互回波。

TSN改进了以太网的功能，使其更适合工业应用。即使在高网络负载下，TSN也可以实现机器和工厂之间更强大、更可靠的以太网通信。这种可靠性使自动化在汽车、机械工程和其他行业具有相当大的优势。