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TSN时间敏感网络：推动工业自动化系统架构的变
作者:网站采编关键词:
摘要：——访Moxa TSN中国区产品经理张杰 “ 数字化变革正在为工业自动化和工业生产带来振奋人心的新机遇。无论是提高资产利用率，还是从“产品即服务”模式中攫取新商机，这场变革将为
——访Moxa TSN中国区产品经理张杰
“
数字化变革正在为工业自动化和工业生产带来振奋人心的新机遇。无论是提高资产利用率，还是从“产品即服务”模式中攫取新商机，这场变革将为您带来所需的一切。
”
然而，要想充分发挥数字化变革带来的优势，构建一个融合IT和OT技术的工业互联网必不可少。通过连通机器设备、生产车间、企业管理等各层级的工业互联网，可以实现数据的采集、传输、可视化、分析，从而在正确的时机和地点做出正确的决策。
为此，工业网络不仅需要承担传统的工业控制系统实时通讯，而且还需要承担大数据采集和传输的任务，这就需要一个真正能够“一网到底”的高带宽、低延迟的确定性网络，而传统的标准以太网和各厂商主导的专有实时以太网均无法满足这样的需求。
更确切地说，未来统一的网络基础设施要具备确定性通讯能力，保证性能和服务质量能与导致当前自动化孤岛现象的各厂商专有协议水平相当，甚至优于专有协议。令人欣喜的是，全球的一些标准组织和独立供应商均已认识到互联互通的潜在益处，正携手为工业网络开发全新的统一基础——时间敏感网络（Time Sensitive Network，简称TSN）。
作为工业通讯领域的领先厂商，Moxa一直在参与TSN相关标准的制定以及测试床的建设，而且刚刚正式发布了两款TSN交换机，将TSN真正的落地应用又推进了一步。为了了解TSN当前在全球的发展现状和最新进展，TSN可以为工业用户带来哪些具体价值，作为用户，又该如何构建一个TSN网络？带着这些问题，我们采访了Moxa TSN中国区产品经理张杰，就TSN的热点问题进行了探讨和交流。
TSN将推动传统自动化架构的变革
QUESTION1
CEC问：TSN是当前工业通讯领域的热点话题，为什么TSN会引起这么多人的关注？
张杰：TSN是公认的下一代工业自动化网络基础架构之一。顾名思义，时间敏感网络，在时间上它主要确保了重要的控制信号和数据能在控制系统接受的相应时间范围内，进行确定性的传输。如果我们传统的工业网络没有变革，将受限于网络的性能，无法将今天工厂里面各类数据都尽数收集，网络的融合、大的工业互联网系统构建都没办法实现。TSN是数据的应用结构最大化、效益最大化的一个前提，它突破了以前高性能的实时以太网还是独有封闭协议的缺点，在标准以太网上实现了高带宽、确定性传输，因此被大家认可。
而受广泛关注主要因为，首先行业内所有的利益相关的厂商都共同认可这一标准，这项标准并没有被一家或几家厂商所垄断，而是在电气和电子工程师协会 (IEEE) 等国际组织的主导下制定和发展。所以无论是芯片厂商、还是控制器厂商、工业通讯厂商等都需要积极拥抱TSN，如果这时不跟上未来可能就会被洗牌淘汰。
第二点，从用户的层面来讲，TSN也的确解决了许多实实在在的问题。TSN除了从根本上解决了在标准以太网里，控制系统没办法跟整个工厂网络融合的大问题。对用户来说，标准统一的网络设施会让用户拥有更多的选择。因此TSN不管是从成本效益，还是从整个工程的实施上都有众多裨益。
QUESTION2
CEC问：那么TSN对工业自动化传统架构有何影响？又能如何推动工业自动化的变革？
张杰：在目前的工业自动化普渡模型（Purdue）中，从现场设备层、到控制层、生产管理层、企业管理层呈一个金字塔结构，彼此孤立的专有协议占据着各个层级。然而，这一模型为当前工业网络的基础设施带来了一系列挑战。虽然独立的专有协议在自身专业领域的自动化方面优势明显，但各协议使用的“语言”不同，为实时通讯带来很大难度。
▎图1. 目前的普渡模型
在这一模型中，传统工业网络存在延迟和控制问题，不能“共享线路”，传输速度无法超过 100 Mb/s，扩展性也因此受到影响。再者，各应用使用专有硬软件也会影响互操作性，增加维护和运营成本。最终导致各层间难以实现系统集成和透明可视，对整个价值链造成不利影响。
如今，企业需最大程度保持敏捷灵活、提高效率和迅速响应能力，来保持国际竞争力。这样就需要利用大数据分析得出的相关洞见，即时满足客户需求，以更低成本优化生产。所以来自行业内部的需求，“自动化金字塔”正在向“自主型金字塔”转型，可实时针对市场和商业环境作出反应。在这一新结构中，彼此孤立的自动化孤岛和网络数据流能通过同一语言和统一的基础设施相互通讯。
文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/zonghexinwen/2020/0909/674.html