网络互操作性，过程数字化

IEEE时间敏感网络（TSN）以太网技术将为工业以太网和工业通信软件带来额外的功能。数字化正在加速过程行业的效率。这些是六月西门子自动化峰会专家讨论的主题之一。

听——进步网络

PROFINET工业以太网网络协议（IEC 61784-2）和OPC统一架构（UE，IEC 62541）将集成TSN（IEC / IEEE 60802 TSN Industration Imputation配置文件选择来自各种IEEE802和IEC标准的功能），为每个和IEC标准添加功能并允许PROFINET和opc ua在同一网络物理层上运行，解释了自动化产品和系统，西门子AG的副总裁Rainer Brehm。

在今年4月的汉诺威博览会上，TSN集成到OPC UA中，演示了可编程逻辑控制器使用OPC UA发布-订阅(PubSub)功能与TSN通信;Profinet与驱动器、机器人和输入/输出设备通信;OPC UA与云平台通信;一台摄像机使用互联网协议在一个工业网络上进行通信。与轮询架构(在轮询架构中，每个节点都被反复询问是否有任何变化)相比，PubSub网络设计导致更少的网络流量，因为只交流变化。Brehm说:

1.当Profinet使用TSN时，它:

• 由于TSN的IEEE标准化，变得更具未来的证明•增加带宽至1 Gbit
• 具有标准芯片的实时能力 - 即使对于等时运动控制应用。具有硬实时功能的PROFINET应用程序是通过具有自定义应用程序专用集成电路（ASIC）芯片的硬件。
• 通过保留Profinet应用层继续使用现有的项目或程序。

2.使用TS​​N的OPC UA将通过以下方式提供帮助网络：

• 通过全球标准的开放交换(OPC UA, IEEE)
• 强大的TSN网络基础设施
• 与OPC UA进行实时通信
• 使用客户端/服务器，PUBSUB和PUBSUB TSN架构。

作为使用TSN出现的可互操作的网络产品，自动化供应商继续与他人合作，完成和更新可能将来自控制器的通信能力提前向控制器和Down到现场设备进行建议，建议Brehm。额外的努力包括确保保存现有的PROFINET投资以及OPC UA的PROFISAFE工业以太网安全网络的未来发展，解释了Brehm。

Brehm强调说:“虽然基于TSN的PROFINET将是我们现场层面的主流解决方案，但西门子作为OPC基金会的创始成员和董事会成员，致力于在OPC基金会内部推动OPC UA与TSN的发展，不仅用于PLC/PLC通信，也用于现场层面。”“这包括，例如，必要的应用程序配置文件的标准化，设备的标准化OPC UA信息模型，以及认证程序的定义。”

一个DCS数字化建设

自动化和工程系统副总裁Hartmut Klocker和销售和垂直流程自动化副总裁Axel Lorenz表示，分布式控制系统(DCS)的数字化为过程控制应用带来了额外的能力。

数字化可以帮助满足流程工业的需求:直观的用户指导，结合真实和虚拟世界，水平工厂集成，生命周期兼容性，模块化自动化，从小单位到大工厂的可扩展性，以及全球协作。

数字转型通过以下途径实现:

1.协作使所有用户和外部供应商能够同时进行安全连接。

2.集成数字化以实现无缝工厂设计和工程，仿真和自动化。

3.通过高度直观的用户界面，清晰和简单的系统交互，以避免分散操作和其他业务决策的注意力。

4.可扩展性以提供小单位或管理可以在操作期间无缝升级和扩展的生产网站。

5.移动性，以仅使用安全的Web连接，从任何地方立即访问工程项目和操作流程。

先进的硬件和软件有助于整个流程行业的工作流程:设计和优化、工程和调试、操作和培训，以及操作和优化。数字转换工具包括:

• 流程控制系统具有小的占用，单点可配置，高可用性远程输入/输出设备，即插即用能力，更容易调试
• 仪表板软件可视化，导航，集成，上下文和关键性能指标
• 流程设计和模拟软件，以增强设计、参考、维护、可靠性和操作，降低设计风险和集成时间，提供性能下降的早期预警，缓解建议，并创建快速和高效的项目执行
• 增强现实和虚拟现实软件用于3-D和空间观察，将计算机辅助设计与现实模型相结合，使3-D数字双胞胎能够进行沉浸式训练和实时信息访问
• 基于云计算的分析软件
• 过程建模、方法和工作流
• 用于虚拟调试和操作员培训的仿真平台软件，包括环内硬件和环内软件建模。
• 遵循Namur开放式架构的原则，除了保护相关的自动化过程之外，基于云的分析软件等新应用程序可以通过OPC UA和现场总线系统连接。

更智能的实时，可互操作的工业网络和数字转换是帮助最终用户，机器建设者，系统集成商和原始设备制造商再次思考通信和过程自动化功能。

马克·t·Hoske内容管理器,控制工程，CFE媒体，mhoske@cfemedia.com。

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