今日頭條
官方微信
官方抖音
資訊頻道
百通赫思曼中國區高級技術經理張晗宜
機器智能技術的進步，也推動了自動化領域的進步，工業自動化目前正在從工業3.0升級到工業4.0，升級轉型的內容包括智能設備的部署，高級分析軟件和機器學習的結合使生產設施更加智能化等。同時整個工業系統的框架也從“自動化金字塔結構”過渡到“自動化柱狀結構”，如下圖所示：
在新的柱狀架構中，控制層將消失：部分控制功能下移至現場級，以分布式控制的方式實現例如運動控制或者安全控制等。另外部分控制功能上移到管理層，通過例如PLC虛擬化的方式實現集中式控制。
而位于現場層和管理層之間的連接層為底層和上層的互聯互通，提供高帶寬、低延遲、低抖動的網絡傳輸，從而實現現場傳感器到上層甚至到云端的應用。
TSN對不同種類數據的“調度”處理行為類似高速公路，例如應急車道是預留出來給“高優先級”的“應急車輛”通行的，因此哪怕其他車道上流量較高，應急車輛的通行始終不會受到影響。TSN會為不同優先級的數據（或者是不同種類的應用數據，即根據不同應用劃分優先級）分配網絡“通道”，從而保證每種不同應用數據對延遲、抖動等網絡通信傳輸的要求都能夠得到滿足。基于TSN網絡的這種特性能夠帶來的優勢之一，即可以將原先各自獨立的應用系統整合到一張網里，既可以節約企業對網絡基礎架構投資的成本，也可以實現在同一個自動化工廠內所有應用的互聯互通。因此在IIoT和工業互聯網逐步開始部署的今天，TSN可以作為承載整個自動化車間網絡的信息高速公路。
TSN除在傳統自動化工廠內的應用之外，在當今另一個熱點技術行業也有著極大應用空間——無人駕駛。
如今的汽車內部裝備了大量車載電子控制單元和數字傳感器，甚至裝配了GPU顯卡來實時運算處理攝像頭傳回的畫面數據從而實現自動駕駛，新技術的革新推動了對網絡物理連接端口以及高質量網絡通信的更大需求。
傳統的汽車內部有包括CAN總線，FlexRay等不同控制協議，這些協議之間并不兼容，因此物理上需要部署各自獨立的網絡。其劣勢在于物理上獨立部署多套網絡需要單獨布線，從而增加了線纜的成本和重量，而線纜重量的增加也直接影響到汽車的燃油經濟性，其次這些傳統協議網絡的帶寬相對于以太網都非常小，無法滿足當今汽車無人駕駛系統對帶寬的需求。
TSN技術將為當今的汽車行業帶來革命性的技術進步——將原本非以太網且互不兼容的車內總線協議替換成基于TSN的標準以太網協議。以太網的標準化特性使得從車內各傳感器之間到云端服務器可以實現互聯互通，同時只需要物理上部署一套網絡，既節約了線纜的成本也減輕了汽車的重量，TSN可以為車內控制系統提供低延時、低抖動、高帶寬的網絡傳輸，相信在不久的將來TSN會在汽車行業和無人駕駛領域有廣泛的部署和應用。
摘自《自動化博覽》2020年5月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號