合作實現更大的普遍性

OPC UA通過其地址空間形成通用應用程序接口，而TSN則為標準以太網添加實時功能并實現千兆位數據速度。因此，通過發布/訂閱（發布/訂閱）模型將兩種技術結合起來是有意義的，但在工業4.0的背景下還存在工業通信的其他可能性。在這次采訪中，ADI公司的終端以太網技術組的系統應用工程師Volker Goller提供了一些背景信息。

問：OPC UA承擔哪些任務和功能，以及TSN在OPC中采用哪些任務和功能UA TSN系統？

A：為了闡明OPC UA的作用，我想引用OPC基金會副總裁Stefan Hoppe的話： “OPC UA不是協議;它是一個信息模型。“通過這種方式，他意味著OPC UA首先是一個信息模型。當然，還有一個用于連接客戶端和服務器的協議，但OPC UA的優勢在于地址空間，這就是OPC UA的通用應用程序接口。 OPC UA的靈活性允許將現有用戶界面（工業以太網協議的配置文件）映射到OPC UA。因此，現在幾乎所有工業以太網協議中的配置文件都已經在OPC UAaddress空間中表示，或者正在進行工作以實現此目的。 OPC UA尚未指定這些配置文件（I / O，驅動器，安全等），但這可能會改變。在工業4.0的框架下，OPC UA被視為alingua franca，對未來充滿希望。

相比之下，TSN是IEEE-802.1以太網的擴展，具有一系列全新的可能性，旨在實現使以太網更具確定性和實時性。由于未來許多制造商都會期待支持TSN的硬件，因此它也可以被視為實時通信的民主化。幾乎每個協議都可以獲得TSN的實時功能。

在此背景下，建立了一個發布/小組工作組，目的是在TSN的幫助下為OPC UA指定一個實時的傳輸協議。這將使OPC UA成為工業以太網協議的實時能力和潛在替代品。對于高于經典PLC的水平，鑒于來自不同制造商的控制器能夠與OPC UA實時交互，這將是非常受歡迎的。 TSN還可以為OPC UA提供網絡中的保證帶寬，因此具有比當前可能更強的魯棒性。

但是，pub / sub不是將OPC UA與實時結合的唯一方式。正在努力開發用于DDS的OPC UA模型 - 一種廣泛的，經過驗證的實時協議。這將使得能夠使用DDS / TSN操作分布式系統并使用OPC UA作為應用程序接口。

還有待觀察將會發生什么。

問：未來將為經典工業以太網系統和現場總線留下哪些任務和功能？

A：經典工業以太網協議不會消失。有些將繼續以不同的形式存在（作為OPCUA中的概況或概況系列），而其他形式將在未來基于TSN。經典的現場總線將被以太網取代。

問：經典的工業以太網系統可以在OPC UA TSN系統中實現哪些任務和功能在ProfileC級別上面的OPC UA TSN？

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A：要再次明確說明，TSN不會自動暗示OPCUA。它們是兩種完全獨立的技術。 OPC UA可以在控制器（控制器到控制器）的網絡中發揮主要作用。 Pub / subwith TSN在這里是有利的;如果它還可以在現場級別發揮作用還有待證明，因為OPC UA不是一個小堆棧，至少不是你想利用所有優勢。

問：經典工業以太網系統的用戶組織如何應對TSN挑戰？

答：我會說所有用戶組織都在回應到TSN的機會.TSN承諾提供更多的硬件選擇，特別是基礎設施組件，以及實現更高速度的方法 - 即1 Gbps和更高。最后，我們將看到Profinet ? TSN，以及EtherNet / IP ?而非TSN和OPC UA Pub / Sub。

Q ：TSN是否能夠實現周期時間下降到31.25μs，未來甚至可能更低？

A：要獲得以下在100 Mbps的循環時間為250μs，已建立的工業以太網協議將不得不對標準以太網進行重大修改。 IEEE沒有很好地針對非標準方法，例如總和幀協議，例如，EtherCAT ?甚至Sercos都是基于這些協議。這些擴展不可能納入TSN標準。

為了回答您的問題，TSN將達到IEEE定義的限制，250μs，100 Mbps - 至少與真正的并行操作一樣長承受TCP / IP應用程序必須工作。對于更短的周期時間，1 Gbps的道路是開放的。

問：如何解決安全主題或TSN如何解決？

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A：安全通常使用黑色通道原理。在實際通信協議之上定義了安全性。但是，通信信道的可靠性是安全計算的一個因素。 TSN不會比現在的系統更不可靠。

問：OPC UA協議也可以通過經典的工業以太網系統傳輸，如TimeSlots或Tunneling。為什么它甚至需要TSN？

A：TSN為標準以太網增加了確定性實時。在許多情況下，不同的協議在同一條電纜中共存。 TSN在一根電纜中實現了實時和盡力而為的TCP / IP的并行存在。

問：TSN有什么優勢，甚至還有OverClassic工業以太網系統？

A：TSN不是新的工業以太網協議。它是一種統一的擴展，可為標準以太網提供實時功能。已經奠定了優勢：硬件可用性，統一基礎架構和獨立于速度的定義。

問：成本在這里扮演什么角色？

A：可擴展，標準化的硬件和基礎設施承諾降低成本和統一技術。

問：實現1 Gbps及更高數據速率的愿望有多大發揮作用？

A：1 Gbps（及以上）是當今網絡的邏輯進展。威利特取代100 Mbps？并非如此，但1 Gbps允許新應用，并且可以克服當今數據密集型應用程序出現的性能瓶頸。

TSN不是新的工業以太網協議，而是一個統一的擴展，增加了實時功能標準以太網。

采訪由德國Markt＆amp; Technik的Andreas Knoll進行。

您可以在這里找到原始的德語版本。