前言讲座
mcrazy
【期刊名称】《《今日制造与升级》》
【年(卷),期】2019(000)006
虾球转【总页数】2页(P20-21)
【关键词】TSN; 网络通讯; 以太网协议; CC-Link
【作 者】mcrazy
【正文语种】中 文
【中图分类】TP393.11
提到时间敏感网络TSN，很多人可能会觉得这项技术还远着呢。可业界首个千兆TSN以太网协议CC-Link IE TSN早在去年年底便发布了，相关厂家还在之后推出了一系列基于该协议的新产品。TSN已经在我们身边。
那么应该如何看待CC-Link协会（CLPA）这个新的TSN协议？它与之前的工业以太网协议（CC-Link IE）相比有何差别？它未来落地普及的前景又如何呢？ CLPA在2007年曾发布了基于以太网、支持1Gbps高速通信的工业通讯协议CC-Link IE。当时为了应对工业网络在不同层级中的应用需求，CC-Link IE分为Control、Field和Safety等，其中，Control用于控制层，Field用于现场设备层，Safety则用于安全控制，而为了实现运动控制，Field还有一个单独的分支Field Motion。 而CC-Link IE TSN的协议架构，据CLPA称，CC-Link IE TSN是以CC-Link IE为基础，在第二层引入了TSN时间敏感网络技术。由此，可以研判CC-Link IE TSN具有几个特点：基于以太网的CC-Link工业网络通讯技术，能够达到1Gbps的传输速率和带宽容量；采用时间敏感机制，能够在网络通讯中保证数据传输的实时性、确定性；数据链路层采用独立于产品供应商的第三方协议标准，有着未来与其它工业以太网兼容互操作的技术基础。 不难看出，新的CC-Link IE TSN协议兼顾了网络通讯在大容量、高带宽和实时确定性方面的需求。同时，需要注意到，尽管同样具备1Gbps的带宽速率，但由于CC-Link IE TSN是以TSN的时间分割方式作为通信机制的，相比CC-Link IE的令牌机制，其网络通讯的效率会高出不少，在性能方面已经完全覆盖了之前的IE Control和IE Field，甚至IE Field Motion。
从这个意义上说，CC-Link组织是希望用一种新的更加通用的网络技术，来整合替代之前多种工业总线协议。而这种以太网协议的整合，对制造系统的网路通讯架构带来的转变也是显而易见的。
基于CC-Link IE协议的系统网路，仍然是通过不同的网络协议嫁接起来的。而采用CC-Link IE TSN后，由于同时具备了高速大带宽和实时确定性的特性，网络不同层级、各种控制策略和应用类型的设备是可以通过以太网交换机整合在一个以太网系统中的，这将有机会为制造系统带来从控制层到现场设备之间的集成与融合，提升跨系统信息交互和实时互操作的易用性和整体性能。
手机图铃届时，从设备底层元件获取大量用于在边缘侧或云端进行分析预测的实时运行数据，将变
得非常简单，同时在数据传输的实时性和速率频度上也会提升不少；设备间的跨系统实时互操作（视觉、机器人、数控加工与通用运动控制之间的同步逻辑），仅通过基于TSN网络通讯的实时数据交互即可实现，无需再使用专门的控制线路联接。
从应用角度看，要实现上述应用场景，一个重要前提就是网络系统中各区域设备都必须支持CC-Link IE TSN，或者能够与之兼容。目前来看，三菱电机已经计划在近期发布包括MELSERVO-J5和iQ-R运动控制模块等在内的102个搭载CC-Link IE TSN技术的自动化产品。目测三菱电机已经将CC-Link IE TSN作为其今后自动化产品在总线端口上的主要选项了。
同时，从CC-Link IE TSN发布至今，CC-Link组织一直在试图通过各种方式，向各类自动化组件供应商推广新协议，希望他们能够在新产品中使用CC-Link IE TSN技术。因此，如果这项技术得到有效推广，未来市面上会出现更多支持CC-Link IE TSN的产品选项。
另外，新协议中使用的TSN技术是以太网在数据链路层确保数据传输实时性与确定性的一组独立于产品厂商和各（总线）协议组织的通用协议标准，而并非CLPA专属技术。因此，CC-Link IE TSN其实已经在数据链路层具备了与其它工业以太网协议实现跨系统实时互操
作的技术基础。
目前，除了CLPA，其他一些组织也将会陆续基于TSN推出类似的工业以太网协议，届时，不同协议类型的设备网络可能只需在应用层完成对交互数据的语义解析，就可以实现相互之间的各类实时互操作。换句话说，今后若要实现上述跨网络系统的实时互操作应用，系统中除了CC-Link IE TSN，也可以接入不同协议类型的以太网设备。从这个意义上说，此次CC-Link IE TSN的推出和一般意义上的网络协议升级还是有很大差别的，它可以被视为新一代工业总线通讯协议。
至于这项技术的落地普及，笔者私以为以下几个方面的要素值得持续关注：
一是为CLPA和新协议背书的三菱电机在其中所起到的示范作用——这一方面是指其系统引入CC-Link IE TSN后在网络通讯方面的综合性能；另一方面则是它与业内友商合作时在业务模式上所表现出来的开放性和包容性。
二是产品生态的发展状况，如CLPA在产品开发和使用上给予用户的支持力度、产品开发和应用的总体成本、协议体系内产品类别的多样性，以及相关品牌与用户的应用体验等。
雏鹰网三是与其它协议之间的兼容性和数据交互操作的易用性和性能表现。（文章来源于智造商）
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