工業通信協議正在不斷改進和增強新的功能，以為最終用戶提供改進數據采集和獲取新數據源的途徑。

訪問設備是詢問設備以獲取數據時面臨的最后一個挑戰。工業自動化系統通常將設備與控制網絡隔離，以幫助最大限度地提高性能和可靠性。然而，這些隔離網絡限制了訪問數據的能力，要求控制器成為控制設備有限數據的代理。電機和驅動器等控制設備的功能越來越強大，產生的數據也越來越多。運營數據對資產管理很有價值；周期數據對生命周期監控也非常有價值。

在對系統進行編程和調試時，雖然其中一些數據是可用的，但工業通信協議正在改進，為訪問新的數據源開辟了途徑，這些數據源在系統運行時可用，而不僅僅是通過配置軟件獲得。

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TSN有利于控制系統的數據采集

2018年，以太網通過時間敏感網絡（TSN）規范獲得增強。TSN提供設備時鐘同步、流量優先級和流量整形功能。這使設備能夠協調其通信調度，搶占流量，并中斷大型傳輸，以穿插更高優先級的消息。這種功能組合使以太網能夠應用于最苛刻的通信領域之一，即控制器和運動控制所需組件、以及其它設備之間的通信。

以太網最初的優勢包括低成本布線、易用性和靈活的架構。對于同一個網絡上的所有設備，真正的優勢是從已經受控的元件上直接訪問數據。

TSN提供的核心優勢是確定性和融合。確定性是支持工廠車間時間關鍵型通信的基礎，并通過最大限度地減少延遲和抖動來確保數據交付。融合使公司可將不同流量類型合并到同一個網絡上，而不會影響車間通信的性能。這對于共享運營見解，從而提高整個企業的過程透明度至關重要。這種數據訪問可用于獲得見解，以優化制造設備、設施和整個組織。

由于TSN是標準以太網的擴展，它還可以與現有的網絡技術和設備進行互操作。因此，它可以與現有設備一起使用，從而減少系統投資。來自多家供應商的支持TSN的交換機，能夠將高性能流量分段以控制網絡，同時繼續允許后臺“合并”流量用于數據采集。

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融合網絡的四大優勢

合并流量意味著無法共存的協議的組合，例如簡單網絡管理協議（SNMP）和其它非確定性通信，如數據或視頻流量所需的通信。我們會見到很多協議的共存，如OPC UA、EtherNet/IP、Profinet、SLMP和任何形式的標準以太網流量。

融合網絡下的數據采集具有四大優勢：

1. 以前為確保確定性能而被隔離在控制網絡之外的控制設備，現在可以被尋址，并可被其他應用訪問，以用于高級分析和數字孿生。

2.設備正變得越來越智能和復雜。這些都需要管理，并且可以通過連接來實現。

3.通過使用通用網絡簡化了架構，改進了部署。

4.通過簡化架構，減少故障檢修和成本。

▲圖：融合網絡的優勢包括從隔離設備、托管設備獲得數據分析、改進部署和更簡單的架構等。

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利用TSN改進數據可訪問性

基于TSN的以太網能夠開發和使用更智能的機器，提供更多的運營數據。增加新的數據采集功能將帶來更多競爭優勢。

TSN從根本上增強了以太網的功能。領先的技術供應商已經提供了以太網輸入/輸出（I/O）芯片組和固件，以便開發基于TSN的新設備和基礎設施組件。很多自動化供應商已經在其產品中采用了這些組件，包括可編程邏輯控制器 (PLC)、I/O和運動控制。概念驗證已經展示好幾年了，運動控制確定性達到新的水平，直接提高了產品質量?，F在，用戶可以在同一條線路上集成視頻和確定性控制通信。

這一技術趨勢為機器設計師和制造商提供了許多商業機會。選擇具有TSN功能的產品，機器設計師可以增加其市場占有率并獲得競爭優勢。

機器設計師可以從領先的供應商那里選擇產品，來設計基于TSN的解決方案。得益于軟件和簡單的硬件修改，可以更新現有的工業控制系統以支持這些優勢。

工業通信需要面向未來，并實現更高水平的性能。機器設計師和制造商應該跳出框框思考，盡早應用這項新技術，以獲得明確和可衡量的競爭優勢。他們需要立即采取行動，提供與TSN兼容的產品，或升級具有TSN功能的現有機器。這樣，他們就可以幫助客戶創建未來工廠，同時在快速增長的市場中提高競爭力。

組織不需要將整個企業轉換為TSN。它有自己的位置，在需要性能和數據可訪問性的功能孤島中。TSN將這些孤島通過交換機連接到企業網絡，將兩個世界有效地結合在一起。企業不需要在整個工廠范圍內轉換為 TSN。它有自己的用武之地，在需要性能和數據可訪問性的功能孤島。這些 TSN 島嶼可通過交換機與企業網絡橋接，將兩個世界簡潔有效地連接起來。

關鍵概念：

■ 了解運營數據對資產管理的價值以及周期數據對生命周期監控的價值。

■ 了解基于TSN的以太網的基礎知識，以及它們如何改進數據采集。

思考一下：

基于TSN的以太網如何滿足數據采集需求？

審核編輯：劉清