作為開放自動化的倡導者, 貝加萊一直是開放的互聯技術的先鋒軍,致力于工業通信技術的創新研發。早在20世紀90年代就已在控制器中支持CAN總線以及其他主流的現場總線,2001年推出工業實時以太網POWERLINK技術。近年來,貝加萊聚焦于TSN技術與OPC UA融合,致力推動OT和ICT網絡互聯互通,響應智能制造對于通信的更高效要求。貝加萊工業自動化(中國)有限公司技術傳 播經理宋華振表示:“目前,貝加萊是業界對于OPC UA over TSN的架構最為積極的廠商之一,通過OPC UA over TSN的 連接,可以為未來工業互聯提供更為全局的數據交互能力,不僅在機器內部,更將提升設備與設備間、設備與管理系統間的連接能力。”
貝加萊工業自動化(中國)有限公司技術傳播經理 宋華振
深化OPC UA over TSN支持應用
據宋華振介紹,在2015年 IEEE成立時間敏感型網絡的工作組時貝加萊即已參與了工作組,并在2016年9月在奧地利與 TTTech、Rexroth、FESTO等公司共同發起了TSN的Kick-off會議,在2017年底的SPS展會就已經推出了工程樣機構成的演示系統,并參與美國IIC、歐洲LNI的測試床。在2018德國漢諾威工 業博覽會上,貝加萊與華為等廠商及產業組織一起參與了TSN聯合測試床的發布。2019年貝加萊TSN控制器(X20系列)、工業PC。在2020年,貝加萊對OPC UA over TSN的支持進一步深化,在新的Automation Studio軟件中,已經可以對OPC UA Pub/Sub機制進行配置和應用,宋華振表示:“這意味著從設備 到云端的連接更加方便,使得貝加萊的控制系統可以便利地接入到數據系統中,并成為一個數據源,而在TSN的支持方面,貝加萊發布了X20的TSN接口CPU以及TSN交換機產品、I/O站。”
貝加萊的X20系列PLC開始支持TSN接口的連接,它可以使貝加萊目前的控制器的能力延伸到邊緣計算端的任 務處理,通過TSN網絡,周期性地控制任務,以及全局調度所需的信息可以被同一網絡傳輸,實現調 度、策略、優化等任務的高速處理,它的應用場景從原來的機器,擴展到機器連接的產線,以及到整個工廠的連接,并且確保高帶寬、低延時、低抖動 的能力。
TSN接口的PLC作為控制器覆蓋貝加萊原有的新能源裝備、塑料、印刷、包裝裝備領域的機器控制,而未來它將繼續擴展這些機器的數字化能力, 配合OPC UA的信息模型,將生產的質量、設備能耗、機器協同等任務進行集中匯總,實現全局調度優化,OPC UA over TSN主要是降低了設備連接、 數據處理,包括仿真協同中的工程成本,并實現更為大范圍、更多維度的優化,提升制造企業在生產品質提升、成本下降與加強交付方面的綜合能力。
打造開放有效生態系統
工業通訊技術一直伴隨著IT與OT的融合,隨著數字化時代的到來,新型工業制造模式正在推動IT與OT的進一步融合,這無疑對于工業通訊技術提出了新的挑戰。在宋華振看來,工業通信包含了網絡技術和通信規約的集成,傳統的工業通訊是整體的,即網絡+通信整體構成了各家公司工業通訊,在ISO/OSI模型中,考慮實時性,通常采用三層架構(物理層+數據鏈路層+應用層),而未來的工業通信將更強調“模塊化”的實現方式。“就像TSN網絡,時鐘同步、數據流調度、配置可以通過不同的標準實現不同的組合,對于汽車、航空航天、高鐵、自動化、醫療等不同領域,可以據此制定行業自身的網絡連接與互操作標準,而在應用層,則像OPC UA一樣,由基礎信息模型與行業信息模型來組合,這是一個顯著的工業通訊標準發展方向。”宋華振談到。
工業通訊技術在過去,一直由各家公司發起,并形成了不同的技術陣營,而談及未來發展,宋華振認為這一趨勢必然發生改變:“在一個智能與集成的時代,這種各自為營的方式顯然不能滿足從產線的上下游不同廠商、自下而上或自上而下的連接這種多維度的連接需求,因此,由更開放的技術組織、不同廠商共同參與的標準,如TSN,更具有未來的前景,它突破了企業的利益陣營,實現整個產業的協同。因此,工業通訊不僅是技術問題,也會隨著產業環境的變化而發生變化。”
正如其言,工業通訊更多強調生態系統,而不是強調單個產品。在宋華振看來,這正是工業通信與通 信業發展的不同:“因為自動化行業的核心競爭力主要在行業Know-How的掌握,而通訊技術只是‘基 礎設施’,而且,它從來不會成為系統的瓶頸,除非是純粹僅做工業通訊產品的企業,可能會關注戰略落 地帶來的機會,但是,對于自動化廠商而言,通訊技術只是實現整個解決方案的支撐技術之一,并且,它 集成在控制器、驅動系統、I/O站上的接口,對用戶來說,這并不存在問題,因為他們并不需要成為通訊 專家,僅需配置簡單的參數即可。”
正是基于這樣的理念,貝加萊對工業通訊一直以“開放”作為戰略方向,借助于開放的互聯技術,增強自動化系統的連接能力,并與產業的企業共同構建最開放有效的生態系統。而面向未來,宋華振表示:“我們聚焦自身的行業解決方案能力的不斷增強,在工業通訊領域,我們對于OPC UA over TSN等開放的技術與標準是完全支持的,包括IT常用的MQTT/AMQP規約也是可以被集成到我們的系統中的,貝加萊期待通過開放生態系統的構建,推動工業互聯,助力智能制造的快速落地。”
摘自《自動化博覽》2021年5月刊