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在工業(yè)通信領(lǐng)域，貝加萊一直是積極的技術(shù)引領(lǐng)者，致力于實時性與開放性并存的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新。其在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(xiàn)場總線，后積極推動工業(yè)實時以太網(wǎng)POWERLINK技術(shù)的發(fā)展和應用。當前，由于智能制造對于柔性生產(chǎn)提出了更高要求，以及跨平臺、跨行業(yè)的應用需求越來越多，工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通性，已經(jīng)成為制約智能制造發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。對此，貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司技術(shù)傳播經(jīng)理宋華振表示：“近兩年，貝加萊主要聚焦于TSN技術(shù)與OPC UA融合的開發(fā)，致力推動OT和ICT網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，助力智能制造發(fā)展。”

OPC UA over TSN，引領(lǐng)工業(yè)通信未來

貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司技術(shù)傳播經(jīng)理 宋華振

對于工業(yè)領(lǐng)域自動化、智能化的發(fā)展，工業(yè)通信技術(shù)是最為重要的基礎(chǔ)性技術(shù)。作為全球自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導性廠商，貝加萊一直積極強化自身在通信支持方面的能力，為用戶提供先進的工業(yè)通訊技術(shù)支持，這表現(xiàn)在以下幾個方面：

其一，對主流的總線支持，貝加萊的控制系統(tǒng)如X20CPU本身自帶標準以太網(wǎng)、POWERLINK、RS232，在每個CPU上可以插入的通信主站/從站模塊包括PROFIBUS/PROFINET、DeviceNet、Ethernet/IP、CANopen、Modbus。從站除此之外還可實現(xiàn)對諸如CC-Link、SERCOSIII等主流總線的支持，最大的CPU可以插入3個不同的總線模塊，如CAN、M-Bus等。因此，貝加萊的控制器一個CPU即可實現(xiàn)3~10種不同的總線支持能力。

其二，在實時通信方面，貝加萊也自2001年推出POWERLINK實時以太網(wǎng)，是最早投入應用的工業(yè)實時網(wǎng)絡(luò)，POWERLINK目前是貝加萊所有產(chǎn)品的標配，它具有100μS的實時能力。

其三，為了應對IT與OT的融合，貝加萊進一步升級通信技術(shù)，進入OPC UA over TSN，將OPC UA的信息建模、跨平臺語義互操作、靈活通信與安全與TSN的實時性結(jié)合，服務未來工廠更為大的帶寬、復雜數(shù)據(jù)流的需求，將周期與非周期性數(shù)據(jù)集成。

據(jù)宋華振介紹，在2015年IEEE成立時間敏感型網(wǎng)絡(luò)的工作組時貝加萊即已參與了工作組，并在2019年9月在奧地利與TTTech、Rexroth、FESTO等公司共同發(fā)起了TSN的Kick-off會議，在2017年底的SPS展會就已經(jīng)推出了工程樣機構(gòu)成的演示系統(tǒng)，并參與美國IIC、歐洲LNI的測試床。在2018德國漢諾威工業(yè)博覽會上，貝加萊與華為等廠商及產(chǎn)業(yè)組織一起參與了TSN聯(lián)合測試床的發(fā)布。2019年貝加萊TSN控制器（X20系列）、APC、TSN交換機就已經(jīng)進入產(chǎn)品系列化階段。2020年，貝加萊的Automation Studio 4.9版本將發(fā)布集成于其中的OPC UA over TSN的配置工具。“當然，貝加萊TSN產(chǎn)品也會接受來自第三方的軟件工具配置，這個進度目前需要與IEEE/IEC 60802工作組共同推進，目前在進行中。”宋華振說道。

近年來，5G技術(shù)的發(fā)展備受關(guān)注，對于這一熱門技術(shù)，貝加萊也在積極的進行研究。宋華振認為5G與TSN在物理傳輸方面是分別代表無線和有線兩個方面未來的關(guān)鍵技術(shù)：“5G目前對工業(yè)來說主要以‘Monitoring’的場景為主，而TSN主要在‘Control’方面，因為5G在工業(yè)應用還需要經(jīng)過一些門檻。首先在性能諸如丟包率、延遲、實時性方面用于控制還尚顯不足。另外，眾所周知，工業(yè)場景對于可靠性、抗干擾等方面也需要相關(guān)的認證，這些都是國際上包括IETF、IEEE、IEC等電信與工業(yè)領(lǐng)域的專家正在共同解決的問題，需要制定相關(guān)的標準。短期來說，5G在工業(yè)領(lǐng)域還有一些路要走，但是，未來它肯定會扮演一個重要的傳輸角色，相信5G和TSN會齊頭并進。”

Secure Remote Maintenance，為用戶提供安全保障

安全問題在智能制造時代是工業(yè)通信需要重點關(guān)注的問題，對此，宋華振深表認同：“是的，傳統(tǒng)上，工業(yè)總線如之前POWERLINK由于是一種工業(yè)實時網(wǎng)絡(luò)，它與IT的標準網(wǎng)絡(luò)實際上是通過硬件實現(xiàn)隔離，包括調(diào)度機制的不同，因此，通常也很難出現(xiàn)安全性問題，當采用OPC UA over TSN后，就必須考慮安全性問題。”

如何保障用戶的信息安全？宋華振詳細介紹了貝加萊完善的解決方案：“首先OPC UA本身就有其自有的安全機制，我們也會在系統(tǒng)中支持IEC相關(guān)標準，這方面的開發(fā)已經(jīng)集成到整個Automation Studio的網(wǎng)絡(luò)配置工具中，這是在產(chǎn)品與軟件集成方面的工作。另外一個方面，貝加萊基于我們本身的業(yè)務需要，為客戶提供了一個稱為SRM安全遠程維護的方案，SRM即Secure RemoteMaintenance，它采用加密的VPN技術(shù)，通過硬件上現(xiàn)場端SiteManager和云端連接，在云端會有GateManager來管理這些遠程的設(shè)備的連接，并由客戶端的LinkManager進行遠程網(wǎng)絡(luò)的服務操作，整個是一個加密的VPN，確保信息與數(shù)據(jù)的安全，目前這是我們主推的一個方案，主要針對客戶的遠程數(shù)據(jù)訪問、程序上傳下載的一些遠程支持服務。”

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，全方位布局

智能制造時代突出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要性，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在各制造領(lǐng)域的拓展也在不斷創(chuàng)新。邊緣計算作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)路徑在其中具有很重要的意義，而貝加萊正是早期提出邊緣計算概念并在實際應用中開始推進的自動化企業(yè)。據(jù)宋華振介紹，早在2016年，貝加萊即推出“OrangeBox”這個概念，它解決工業(yè)互聯(lián)第一個問題，即“Brownfield”的問題。因為，用戶首先需要把“老舊”工廠的設(shè)備連入系統(tǒng)，這個時候，自動化企業(yè)的I/O直接連接、各種總線支持能力、原有的軟件應用如OEE計算、控制策略機理模型、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)就得以發(fā)揮作用，再借助OPC UA可以被云端或邊緣側(cè)的平臺所獲取。另外，貝加萊的APROL本身也是一個數(shù)字化平臺，其作為一個開放的平臺，借助于工業(yè)人在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、機理模型的優(yōu)勢，結(jié)合開放的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web技術(shù)，可以方便地搭建一個“IT”與“OT”融合的橋梁。2018年貝加萊還推出APM-資產(chǎn)性能管理器，通過現(xiàn)場設(shè)備的開放連接，可以直接通過OPCUA/MQTT與云端連接，到Ability平臺，進行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、云端數(shù)據(jù)學習與分析，然后通過各種方式給予客戶優(yōu)化的預測、報警等。

雖然面對當前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱潮，貝加萊已做好了全方面的布局，但對于工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，宋華振仍保持著審慎的態(tài)度：“目前市場上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的聲音很大，但很多并非源于工業(yè)。工業(yè)現(xiàn)場最大的問題是其工藝復雜性，機理模型往往是通過大量的時間和測試驗證積累的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)描述了一個美好前景，但它無法繞過這個模型建立的過程，因此，如果希望發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用，必須從源頭去對工業(yè)現(xiàn)場的對象、流程進行了解，才能將模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動兩者結(jié)合，各自發(fā)揮優(yōu)勢。即使是第一步連接，目前來說都很困難，需要有效的宣貫標準，并制定實施戰(zhàn)略指導，專業(yè)的人做專業(yè)的事情。否則，就會停留于概念而無法落地。”

摘自《自動化博覽》2020年5月刊