現(xiàn)階段，我們經(jīng)常使用的支持TCP/IP的以太網(wǎng)通信反應(yīng)時(shí)間通常為100ms，還需要進(jìn)一步解決實(shí)時(shí)性和確定性問(wèn)題才能廣泛適用于工業(yè)場(chǎng)景。在一些工業(yè)設(shè)備制造商的推動(dòng)下，產(chǎn)生了很多不同的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，昌暉儀表在本文分別介紹EtherNet/IP、PROFINET、Modbus TCP、FF-HSE、EtherCAT、POWERLINK、Sercos III、CC-Link IE TSN和TSN這九種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議特點(diǎn)。
1、EtherNet/IP(特點(diǎn)：先進(jìn)、成熟、兼容、開(kāi)放)
Ethernet/IP(EtherNet Industry Protocol)是一個(gè)適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的協(xié)議體系。它建立在標(biāo)準(zhǔn)UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上，利用固定的以太網(wǎng)硬件和軟件，為配置、訪問(wèn)和控制工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備定義了一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，是通用工業(yè)協(xié)定(CIP, Control Information Protocol)中的一部分，由主推ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線的羅克韋爾自動(dòng)化(Rockwell Automation)為以太網(wǎng)進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域所開(kāi)發(fā)，ODVA協(xié)會(huì)(Open DeviceNet Vendors Association)主要管理。
EtherNet/IP協(xié)議是一種優(yōu)良的工業(yè)以太網(wǎng)方案。由于它采用了和DeviceNet以及ControlNet相同的應(yīng)用層協(xié)議及新的生產(chǎn)者/消費(fèi)者的通信模式，使得控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠更有效地傳輸數(shù)據(jù)，更容易與Internet/Intranet集成。EtherNet/IP的OSI參考模型物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層均與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相同，特點(diǎn)在于其在傳輸層之上增添了一個(gè)封裝層，對(duì)來(lái)自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)文格式的封裝，而應(yīng)用層采用的是CIP協(xié)議，滿足其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一些功能和服務(wù)。
Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)采用商業(yè)以太網(wǎng)通信芯片、物理介質(zhì)和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，能同時(shí)支持10Mbps和100Mbps以太網(wǎng)商用產(chǎn)品，Ethernet/IP的協(xié)議由IEEE 802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議組和控制與信息協(xié)議CIP等3個(gè)部分組成，前面兩部分為標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，其特色就是被稱作控制和信息協(xié)議的CIP部分。
EtherNet/IP通過(guò)一個(gè)TCP連接、多個(gè)CIP連接建立從一個(gè)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的通信，可通過(guò)一個(gè)TCP連接來(lái)建立多個(gè)CIP連接。由于EtherNet/IP使用以太網(wǎng)的物理層網(wǎng)絡(luò)，并架構(gòu)了TCP/IP的通信協(xié)議上，因此用微處理器上的軟件即可實(shí)現(xiàn)，不需要特別的ASIC或FPGA。EtherNet/IP使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和交換機(jī)，因此它在系統(tǒng)中擁有的節(jié)點(diǎn)數(shù)不受限制，可以跨工廠車間的多個(gè)不同終點(diǎn)部署一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
2、PROFINET(特點(diǎn)：快速、安全、兼容、易用)
PROFINET是PROFIBUS & PROFINET國(guó)際組織(PROFIBUS International,PI)定義的開(kāi)放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)西門子控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域，符合IEEE 802.3規(guī)范下的內(nèi)容，具備自動(dòng)協(xié)商、自動(dòng)交叉的功能，其通常被認(rèn)為是PROFIBUS的繼承者，多年的PROFIBUS經(jīng)驗(yàn)確保了向全球通用的以太網(wǎng)通信技術(shù)(PROFINET)的平穩(wěn)過(guò)渡。
PROFINET應(yīng)用TCP/IP及信息科技的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是實(shí)時(shí)的工業(yè)以太網(wǎng)，自2003年起，它就是IEC61158及IEC61784標(biāo)準(zhǔn)中的一部分。PROFINET=PROFIBUS+EtherNet，把PROFIBUS的主從結(jié)構(gòu)移植到以太網(wǎng)上，所以PROFINET會(huì)有Controller和Device，他們的關(guān)系可以簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)于PROFIBUS的Master和Slave。它具有三種不同類別：PROFINET A類可通過(guò)代理訪問(wèn)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，借助TCP/IP上的遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用來(lái)橋接以太網(wǎng)和PROFIBUS。其周期時(shí)間約為100ms，主要用于參數(shù)數(shù)據(jù)和循環(huán)I/O，典型應(yīng)用包括基礎(chǔ)設(shè)施和樓宇自動(dòng)化；PROFINET B類也稱為PROFINET實(shí)時(shí)(PROFINETRT)，它引進(jìn)了基于軟件的實(shí)時(shí)方法并將周期時(shí)間減少至大約10ms，B類通常用于工廠自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化；PROFINET C類 (PROFINETIRT) 是等時(shí)實(shí)時(shí)傳輸，需要使用專用硬件才可將周期時(shí)間減少至1ms以下，從而在實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)中提供運(yùn)動(dòng)控制操作所需的性能。
PROFINET支持除星形、總線形和環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了減少布線費(fèi)用，并保證高度的可用性和靈活性，PROFINET提供了大量的工具幫助用戶方便的實(shí)現(xiàn)PROFINET的安裝。特別設(shè)計(jì)的工業(yè)電纜和耐用連接器滿足EMC和溫度要求，并且在PROFINET框架內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)化，保證了不同制造商設(shè)備之間的兼容性。
PROFINET的一個(gè)重要特征就是可以同時(shí)傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP數(shù)據(jù)。在其傳遞TCP/IP數(shù)據(jù)的公共通道中，各種業(yè)已驗(yàn)證的IT技術(shù)都可以使用(如http、HTML、SNMP、DHCP和XML等)。在使用PROFINET的時(shí)候，我們可以使用這些IT標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)，這意味著調(diào)試和維護(hù)中的成本的節(jié)省。
3、Modbus TCP(特點(diǎn)：靈活、可靠、高效、擴(kuò)展)
Modbus TCP協(xié)議是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的Modbus協(xié)議的一種變體，1996年由施耐德公司 (Schneider Electric) 推出。它將Modbus協(xié)議封裝在TCP/IP協(xié)議棧中，使用以太網(wǎng)作為物理層，通過(guò)TCP連接來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信。
Modbus TCP是簡(jiǎn)單的、中立廠商的用于管理和控制自動(dòng)化設(shè)備的Modbus系列通訊協(xié)議的派生產(chǎn)品，顯而易見(jiàn)，它覆蓋了使用TCP/IP協(xié)議的Intranet和Internet環(huán)境中Modbus報(bào)文的用途。協(xié)議的最通用用途是為諸如PLC的遠(yuǎn)程I/O模塊，以及連接其它簡(jiǎn)單域總線或I/O模塊的網(wǎng)關(guān)服務(wù)的。
Modbus TCP協(xié)議支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，即一對(duì)一的通信方式。每個(gè)Modbus TCP設(shè)備都有一個(gè)唯一的IP地址，利用這個(gè)IP地址可以直接與特定設(shè)備進(jìn)行通信。Modbus TCP支持多種數(shù)據(jù)類型，包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、布爾值等。同時(shí)，它也支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如單個(gè)寄存器、多個(gè)寄存器和位寄存器等。無(wú)論變體如何，所有標(biāo)準(zhǔn)ModBus通信都遵循相同的消息傳遞結(jié)構(gòu)。一切都圍繞著將值存儲(chǔ)在寄存器中然后讀取它們。
Modbus TCP使用TCP/IP以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送Modbus報(bào)文，Modbus TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以Modbus作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。Modbus TCP通信報(bào)文包在以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)包中。Modbus TCP在Modbus串行通信的基礎(chǔ)上，去除了校驗(yàn)(由于TCP本身就帶有校驗(yàn)和)和設(shè)備地址(Modbus TCP弱化了設(shè)備地址，用IP地址來(lái)取代)，再加上MBAP報(bào)文頭(占7bytes)。
Modbus TCP提供了一種優(yōu)雅的解決方案，可促進(jìn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的Modbus通信，從而增強(qiáng)該協(xié)議在當(dāng)今數(shù)字化工業(yè)環(huán)境中的相關(guān)性。
4、FF-HSE(特點(diǎn)：開(kāi)放、通用、模塊、冗余)
基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF(Foundation Fieldbus)最初包含低速總線H1與高速總線H2兩部分，H2的傳輸速率有1Mbps與2.5Mbps兩種，傳輸距離分別為750m與500m。由于技術(shù)的低速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向控制網(wǎng)絡(luò)的滲透，H2還未正式出臺(tái)就已經(jīng)顯得不適應(yīng)應(yīng)用的需求而改為高速以太網(wǎng)HSE(High Speed Ethernet)，其傳輸速率為100Mbps，它能支持低速總線H1的所有功能，是對(duì)H1的補(bǔ)充和增強(qiáng)，于2000年3月29日發(fā)布了HSE的規(guī)范。
HSE是一種基于Ethernet+TCP/IP協(xié)議、運(yùn)行在100Base-T以太網(wǎng)上的高速現(xiàn)場(chǎng)總線。其模型采用了OSI參考模型中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。HSE 的結(jié)構(gòu)是一個(gè)增強(qiáng)型的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)模式，底層采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)IEEE802.3μ的最新技術(shù)和CS-MA/CD鏈路控制協(xié)議來(lái)進(jìn)行介質(zhì)的訪問(wèn)控制。TCP/IP協(xié)議位于網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，實(shí)現(xiàn)面向連接和無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳送，并為分布式主機(jī)控制協(xié)議(DHCP)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訪問(wèn)代理(FDAAgent)提供傳輸服務(wù)。HSE系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理代理、功能塊、HSE管理代理和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訪問(wèn)代理都位于用戶層和應(yīng)用層中，提供設(shè)備的描述和訪問(wèn)、功能塊應(yīng)需添加任何專用設(shè)備即可直接連入高速網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也從另一方面增強(qiáng)了HSE設(shè)備的互操作性。
HSE除了具有高帶寬和更好的開(kāi)放性之外，靈活的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備冗余形式以及靈活功能塊技術(shù)是其特色技術(shù)。HSE充分體現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線不僅是通訊協(xié)議，也是一種編程語(yǔ)言的概念，使得系統(tǒng)的組態(tài)、設(shè)備維護(hù)和診斷用統(tǒng)一的語(yǔ)言即可實(shí)現(xiàn)。HSE和H1相結(jié)合，使得基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線覆蓋了更寬廣的控制應(yīng)用領(lǐng)域。
5、EtherCAT(特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、靈活、兼容、安全)
EtherCAT全稱EtherNet Control Automation Technology(以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù))，是由德國(guó)倍福(Beckhoff)公司提出的一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)，是一種用于確定性以太網(wǎng)的高性能工業(yè)通信協(xié)議，它擴(kuò)展了IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使得數(shù)據(jù)傳輸中具有可預(yù)測(cè)性定時(shí)及高精度同步等特點(diǎn)。
EtherCAT技術(shù)突破了其他以太網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)限制，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)，無(wú)需接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，先將其解碼，之后再將過(guò)程數(shù)據(jù)復(fù)制到各個(gè)設(shè)備。EtherCAT從站設(shè)備在報(bào)文經(jīng)過(guò)其節(jié)點(diǎn)時(shí)讀取相應(yīng)的編址數(shù)據(jù)，同樣，輸入數(shù)據(jù)也是在報(bào)文經(jīng)過(guò)時(shí)插入至報(bào)文中。由于這個(gè)過(guò)程完全在硬件中處理，因此，整個(gè)過(guò)程中，報(bào)文只有幾納秒的時(shí)間延遲，從而可以實(shí)現(xiàn)極短的響應(yīng)時(shí)間。
EtherCAT支持幾乎所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，源于現(xiàn)場(chǎng)總線的總線形結(jié)構(gòu)也可用于以太網(wǎng)。將總線和分支結(jié)構(gòu)相結(jié)合特別有助于系統(tǒng)布線。所有接口都位于耦合器上，無(wú)需使用附加交換機(jī)。當(dāng)然，也可以使用傳統(tǒng)的基于交換機(jī)的星形以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
EtherCAT是MAC層協(xié)議，對(duì)于如TCP/IP、UDP、Web服務(wù)器等任何更高級(jí)別的以太網(wǎng)協(xié)議而言都是透明的。在拓?fù)浞矫?，EtherCAT幾乎支持任何拓?fù)漕愋停ň€形、樹(shù)形、環(huán)形和星形等所有設(shè)備連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且不受限于級(jí)聯(lián)交換機(jī)或集線器數(shù)量。也就是說(shuō)，EtherCAT可連接系統(tǒng)中多達(dá)65,535個(gè)節(jié)點(diǎn)，而EtherCAT主站可以是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)控制器，從而簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)配置。每個(gè)從節(jié)點(diǎn)延遲較低，因此，EtherCAT可提供靈活、低成本，且兼容網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。作為一個(gè)“年輕”的通訊協(xié)議，近幾年發(fā)展尤其迅猛，節(jié)點(diǎn)數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
6、POWERLINK(特點(diǎn)：實(shí)時(shí)、可靠、安全、擴(kuò)展)
POWERLINK是奧地利自動(dòng)化公司貝加萊集成自動(dòng)化公司(Bernecker&Rainer Industrie-Elektronik，B&R)開(kāi)發(fā)的一種基于普通以太網(wǎng)，卻無(wú)需專業(yè)芯片，可以在各種平臺(tái)(例如 FPGA,ARM 等)上實(shí)現(xiàn)的，高實(shí)時(shí)性的、開(kāi)源的現(xiàn)場(chǎng)總線方案。
POWERLINK是在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)上的實(shí)時(shí)通信協(xié)議，在IEEE802.3上采用，因此可自由選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒔徊孢B接和熱插拔。POWERLINK是Ethernet的擴(kuò)展，混合了輪詢以及時(shí)間切片(timeslicing)機(jī)制，可以提供：時(shí)間關(guān)鍵資料可以確保在非常短的等時(shí)(Isochronic)周期中發(fā)送，具有可規(guī)劃的回應(yīng)時(shí)間；網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都可以時(shí)間同步(Time-synchronisation)，精度可以到微秒以下；比較沒(méi)有時(shí)間關(guān)鍵性的資料傳輸是在一個(gè)專屬的異步通道中傳輸。目前的實(shí)現(xiàn)方式其循環(huán)時(shí)間可以到200μs以下，其時(shí)間精度(Jitter)小于1μs。POWERLINK主站或“托管節(jié)點(diǎn)”通過(guò)數(shù)據(jù)包抖動(dòng)將時(shí)間同步控制在數(shù)十納秒范圍內(nèi)。此類系統(tǒng)適用于從PLC與PLC通信和可視化到運(yùn)動(dòng)和I/O控制的各種自動(dòng)化系統(tǒng)。
POWERLINK安全技術(shù)是目前已經(jīng)投入使用的安全系統(tǒng)中最為完整的，這里包括了SafeLOGIC，Safety I/O，SafeMotion，SafePOWERLINK一體的完整安全系統(tǒng)，滿足IEC61508 SIL3和PL e等級(jí)的安全安全一致性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
7、Sercos III(特點(diǎn)：安全、高速、開(kāi)放、可靠)
Sercos III(Serial Realtime Communication System)是一種硬實(shí)時(shí)全雙工總線，能夠?yàn)榭刂破?、運(yùn)動(dòng)設(shè)備(如伺服驅(qū)動(dòng)器或變頻器)、輸入設(shè)備(如總線耦合器)、其他設(shè)備(如編碼器或其他傳感器)以及標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的通訊提供100 Mbit/s的傳輸速率。Sercos基于以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3和ISO/IEC 8802-3。接口定義、協(xié)議規(guī)范以及協(xié)議到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的映射在IEC 61800-7系列中進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定。
Sercos已在工廠自動(dòng)化應(yīng)用(適合機(jī)械工程和建筑)領(lǐng)域風(fēng)靡了30多年。Sercos III是其第三代協(xié)議，制定于2003年。這種具有高效性和確定性的通信協(xié)議可將Sercos接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換與以太網(wǎng)相融合，提供實(shí)時(shí)以太網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信，以打造低延遲工業(yè)以太網(wǎng)。與EtherCAT非常相似，從SercosIII通過(guò)快速提取數(shù)據(jù)并將其插入以太網(wǎng)幀的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)包，從而實(shí)現(xiàn)低延遲。SercosIII將輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分成兩個(gè)幀。周期時(shí)間從31.25微秒開(kāi)始，與EtherCAT和PROFINETIRT一樣快。一個(gè)SercosIII主器件可控制多個(gè)SercosIII從屬器件(如驅(qū)動(dòng)器、傳感器以及模擬和數(shù)字I/O器件)，一個(gè)主器件可控制多達(dá)511個(gè)從屬器件(即從節(jié)點(diǎn))，它主要用于伺服驅(qū)動(dòng)器控制。
Sercos III的新特性包括線型拓樸結(jié)構(gòu)(之前有環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu))、同一環(huán)或同一線上的從設(shè)備之間的直接交叉通信、用于多組運(yùn)動(dòng)控制之間同步和通信的界面、用于在環(huán)路中斷時(shí)容錯(cuò)的硬件冗余、用于連接和去除運(yùn)行中節(jié)點(diǎn)的熱插拔、用于驅(qū)動(dòng)器集成的安全功能的安全通信、以及只有之前的SERCOS接口的最小值一半的周期時(shí)間(31.25微秒 vs 62.5微秒)。
8、CC-Link IE TSN(特點(diǎn)：融合、經(jīng)濟(jì)、可靠、高速)
CC Link IE TSN是一個(gè)基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)。它以早期的CC Link IE概念為基礎(chǔ)，將它們與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 的理念結(jié)合起來(lái)，從而改進(jìn)通信功能和同步精度，這些標(biāo)準(zhǔn)由CC-Link合作伙伴協(xié)會(huì)(CLPA)維護(hù)。
CC-Link IE TSN融入了TSN技術(shù)，提高了整體的開(kāi)放性，在CC-Link IE TSN協(xié)議中，OSI參考模型第2層以TSN技術(shù)為基礎(chǔ)，由在第3-第7層CC-Link IE TSN獨(dú)立協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議組成，實(shí)現(xiàn)了從高層IT系統(tǒng)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的OT系統(tǒng)的無(wú)縫、順暢連接，從而使大量的應(yīng)用在生產(chǎn)中得到擴(kuò)展使用。
CC-Link IE TSN使用IEEE 802.AS用于時(shí)間同步和IEEE 802.1Qbv用于調(diào)度管理，另外，IEEE 1588v2也可用于時(shí)間同步。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)組件CC-Link IE TSN(車間)可被集成到高級(jí)IT網(wǎng)絡(luò)(辦公室，例如ERP)以實(shí)現(xiàn)智能化工廠(工業(yè)4.0),具有1Gbit/s或100Mbit/s帶寬和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)，允許傳輸確定性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流(Webserver, FTP, SNMP...)經(jīng)由相同網(wǎng)絡(luò)。
CC-Link IE TSN可以實(shí)現(xiàn)最小31.25μs的鏈接掃描周期，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)能夠極大縮短生產(chǎn)節(jié)拍，提升整廠的生產(chǎn)能力。不僅如此，CC-Link IE TSN通過(guò)使用時(shí)間分割(IEEE802.1Qbv)實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中定義多種連接掃描周期，針對(duì)不同產(chǎn)品的特性設(shè)置相對(duì)應(yīng)的鏈接掃描周期，比如對(duì)伺服系統(tǒng)、安全設(shè)備等可以定義高速周期，而對(duì)溫濕度傳感器等可使用中速或低速周期，從而實(shí)現(xiàn)最大的網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，提高整廠產(chǎn)能。
9、TSN(特點(diǎn)：規(guī)范、實(shí)時(shí)、確定、可靠)
TSN是時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time-Sensitive Network)的英文縮寫，是IEEE 802.1 TSN工作組開(kāi)發(fā)的一系列數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范的統(tǒng)稱，旨在非確定性的以太網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)確定性的最小時(shí)間延遲，它定義了以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間敏感機(jī)制，為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)增加了確定性和可靠性，以確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、確定和可靠地傳輸。
TSN除了實(shí)時(shí)能力和確定性之外,還有另一項(xiàng)巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，那就是網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力，這使得TSN能以10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps的速率運(yùn)行。不過(guò)，這需要細(xì)致(因而更復(fù)雜)的網(wǎng)絡(luò)配置。1Gbps及以上的傳輸速率是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的邏輯演進(jìn)。1Gbps為新型(物聯(lián)網(wǎng))應(yīng)用開(kāi)辟了道路，有助于克服數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中的性能瓶頸。但是，只有當(dāng)終端和以太網(wǎng)交換機(jī)均支持TSN功能時(shí)，TSN作為一個(gè)系統(tǒng)才能發(fā)揮全部效用。TSN是一種局域網(wǎng)(LAN)級(jí)解決方案，可與非TSN以太網(wǎng)一起工作，但只有在TSNLAN內(nèi)部才能保證及時(shí)性。用戶可以根據(jù)TSN解決的用例對(duì)TSN標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組：通用的時(shí)間視圖、保證極大延遲，或與背景流量或其他流量共存。與任何流行的標(biāo)準(zhǔn)一樣，TSN的標(biāo)準(zhǔn)工具箱也在不斷發(fā)展。
TSN調(diào)節(jié)的是ISO/OS參考模型第2層中的數(shù)據(jù)通信，嚴(yán)格地說(shuō)，TSN代表以太網(wǎng)中支持實(shí)時(shí)性的第2層，不是完整的實(shí)時(shí)協(xié)議。也就是說(shuō)，TSN不會(huì)取代PROFINET、EtherNet/IP及類似的以太網(wǎng)協(xié)議。相反，這些工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議長(zhǎng)期而言將支持第2層TSN，因此傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議不會(huì)消失，但未來(lái)將建立在TSN之上。但是，現(xiàn)場(chǎng)總線則可能會(huì)被以太網(wǎng)永久性取代。
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