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TSN帶來IT與FA的融合

    談到近年來工控市場對以太網總線技術的接受程度日益升高，川副真生先生認為這主要源于兩方面的原因，“一是，隨著生產現場的機器設備開始朝著智能化方向發展，使得對于海量數據的高速采集和傳輸要求越來越普遍，以往的串行通信現場總線技術已經無法滿足這一需求，而需要借助基于以太網基礎架構的技術方案（傳輸速率可達10Gbps）；二是，在邁向工業物聯網（IIoT）時代的過程中，IT和FA（生產現場）的融合顯得越來越重要，在IT的世界里，通常是以以太網技術為標準，為了促進兩者之間的整合，目前在FA領域里，基于以太網的網絡架構方案得到了用戶更多的青睞。”

    以太網技術的引入，為傳統制造業帶來了顛覆性的革新。同時，川副真生先生進一步指出，由于工業控制通信尤為強調高實時性、高精度的特點，普通以太網還難以確保達到這些性能要求，所以仍然需要利用FA工業以太網，并借助TSN（TimeSensitiveNetworking時間敏感網絡）技術，作為標準以太網的補充，來實現控制信息通信（實時性）和管理信息通信（非實時性）的融合——TSN技術也因此進入到工業制造領域。

    智能制造需要在生產現場使用到大量的各類傳感器和視覺檢測儀器，采用TSN技術，能夠簡單、方便地將這些傳感器、攝像機等基于標準以太網的設備接入到工業控制網絡之中，實現對生產現場海量數據的高速采集，并與上位控制系統、邊緣計算層以及IT系統形成縱向融合；還能在設備之間、加工精度等方面實現廠內的橫向融合，大大加快了更具自主能力的智能工廠的建設速度。

    當前，工業以太網市場風起云涌，對此，川副真生先生說道：“為了應對不同應用行業的需求變化，為他們提供適合的工業以太網方案，競爭是必要的，但與此同時，不同技術之間也可以進行合作。例如基于TSN，就可以成為不同工業以太網技術、IT技術合作的基礎，在TSN的硬件層、網絡交換機等部分展開合作，以降低系統的綜合使用成本，保證網絡性能的最優化。”

 CC-LinkIETSN網絡協議標準實現了FA與IT的有效融合，使得制造業各種各樣的應用軟件能夠被方便地接入和運用。

CC-LinkIETSN：開放、融合

    2018年11月，CLPA協會在德國紐倫堡展上隆重發布了新一代開放式工業網絡協議標準CC-LinkIETSN；2019年2月、3月，在北京和廣州國際工業自動化技術及裝備展上，CC-LinkIETSN正式亮相中國市場——工業通信迎來了一個嶄新的時代。

    “CC-LinkIETSN在全球率先將千兆以太網帶寬與TSN技術相結合，建立起一個更為開放、高效、工業以太網網絡，并使CC-LinkIE協議具有嶄新的特性和功能，”川副真生先生介紹道，“TSN由一系列國際通信標準與規范所組成，其中包含兩個重要的標準規范：即精確時鐘同步IEE802.1ASrev以及時間感知調度程序IEEE802.1Qbv，通過采用這些技術標準，保證了控制數據通信傳輸的高實時性，并且支持不同通信協議在同一網絡中的傳輸。”

    特別是針對運動控制行業，CC-LinkIETSN標準在網絡內充分利用時鐘同步，在規定時間主從站之間雙向同時發送通信幀，縮短了循環數據的更新時間，因而大幅度減少了通信周期。此外，在CC-LinkIETSN中，還能夠為重要的控制通信（循環通信）提供優先等級，充分保證了高速、高精度實時控制的實現。另一方面，基于CC-LinkIETSN網絡協議標準，在同一個網絡中，工業以太網與其它開放式網絡、以及IT系統可以共存，從而實現FA與IT的有效融合，使得制造業各種各樣的應用軟件能夠被方便地接入和運用。

    開放、融合已成為現階段工業自動化的重要發展趨勢之一，作為新一代開放式工業網絡協議標準，也意味著CC-LinkIETSN將會把更多的合作企業聯系一起，共同提升不同網絡之間的連接性和互操作性。

    為了給最終用戶提供豐富的產品群，為了讓廠家更容易開發兼容產品，據介紹，目前CLPA正聯合包括三菱電機在內的一批合作企業陸續推出基于CC-LinkIETSN標準的各類硬件、軟件開發工具。其中包括：專用ASIC/FPGA嵌入式高性能芯片、主/從站硬件及軟件、TSN網絡交換機等等，以此強化對設備開發廠商的技術支持力度，協助他們在較短的時間內，以低投入成本開發出各類CC-LinkIETSN協議標準的相關產品。

    另據了解，自2018年11月CC-LinkIETSN協議標準公布之后，參與的合作企業已超過50家，預計從2019年春天起，將陸續發布各類軟硬件開發工具和CC-LinkIETSN相關產品。

新一代CC-LinkIETSN工業網絡協議標準亮相中國

為智能工廠增值、賦能

    “當今中國工業自動化的發展速度可謂一日千里，智能工廠建設正處于剛剛起步的階段，智能化生產對海量數據（如高清圖像、視頻等）采集、分析、處理、傳輸、運用的需求愈加迫切，CC-LinkIETSN協議標準的推出，正是為了同時滿足智能工廠對實時收集生產現場信息，以及實現高精度加工制造這兩方面的要求。”川副真生先生說道。

    據介紹，除CC-LinkIE協議家族應用較具優勢的汽車、液晶等行業之外，對運動控制性能要求較為嚴苛的半導體、鋰電池生產設備等行業也是CC-LinkIETSN協議標準重點開拓的領域。CC-LinkIETSN將幫助這些高端制造裝備行業在應用技術和解決方案上實現全方位的提升，進而搶占工業4.0時代的先機。

    從產業鏈的角度，川副真生先生詳細分析了CC-LinkIETSN工業網絡協議標準將為設備開發廠商、系統集成商所帶來的價值增值。首先，對于設備開發商來說，CC-LinkIETSN能夠豐富他們的設備開發手段，縮短開發周期，降低開發成本，提升機器的整體性能，并且隨著CC-LinkIETSN標準的日漸普及，協助他們擴大在全球范圍內的商業機會。 

   其次，對于系統集成商而言，CC-LinkIETSN網絡協議標準實現了控制通信和信息通信的融合，可進行不同網絡之間的整合，系統構成的自由度增加，可以選擇連接更為廣泛的兼容產品，且各網絡節點之間可共用同一條電纜，大幅降低了配線成本。另外，值得一提的是，由于同時連接在CC-LinkIETSN網段中的所有設備具有相同的時間戳記錄歷史數據，可用于分析軟件中，因此當發生異常情況時，能夠將生產現場的信息和正確的時間戳信息與IT系統相聯，通過多樣的診斷方法、擴大診斷范圍等措施迅速進行原因分析和系統復位，提高設備狀態預測和保全的精度，協助系統集成商提高整體解決方案的附加價值。

    網絡互聯是邁向智能制造的第一步。著眼于未來制造業海量數據的采集、分析和利用，CC-LinkIETSN協議標準將千兆以太網帶寬與TSN技術相結合，為工業互聯世界開辟出一條新的道路。沿著開放與融合的產業發展方向，CLPA正與外部多個組織一道，共同推動建立以TSN為基礎的工業互聯網絡環境；而在運動控制領域，CLPA也將積極與業內企業展開合作，協助開發更為豐富的驅動、運動控制產品線陣容，助力加速中國制造業的智能化轉型升級進程。

《BOX》資料鏈接

   CC-Link協會（CLPA）是推進開放式網絡CC-Link協議家族的全球組織，全面支持合作伙伴開發兼容產品，在全球設立了11家機構和6家一致性測試中心。截至2019年1月底，CC-Link協議家族通過認證的兼容產品約1904種，會員單位發展至3458家。標準活動不斷取得進步，其中2017年CC-LinkIE獲得GB/T33537.1-3-2017，2018年2月CC-LinkIESafety獲得GB/Z37085-2018。未來，CC-Link協會將積極推進CC-LinkIETSN普及和標準化。