今日头条
官方微信
官方抖音
资讯频道
贝加莱工业自动化（中国）有限公司技术传播经理宋华振
工业生产早期是以人力/畜力/水力等方式进行传动，而控制也基本上都是人工的，感知和控制都是由人的大脑来完成的。维纳控制论和香农信息论奠定了现代控制与通信的基础，通过通信的“周期性”传输将物理对象的状态反馈给系统，然后去不断调整控制策略，这构成了整个现代控制的基础，那么通信就成了关键一环。随即在流程工业出现了计算机网络，但是这个网络主要在车间层而不是现场，现场层还是依赖于线缆的连接传输物理信号。而到了20世纪70年代有了总线技术，首先它是为了降低接线和系统配置诊断的工程成本，这个阶段控制任务还是以主站为主。到了现场总线阶段则可以实现分布式控制，从站具有了很强的本地执行能力，然后进行统一协调。到了实时以太网阶段，由于时间粒度已经降低到了微秒级，那么协同控制，即主站和主站间、主站/从站间的通信瓶颈被消除了，网络协同控制才能成为可能。这个中间总线主要是在物理层和数据链路层，各家总线为了软件开发方便，也定义了各自的应用层标准，Microsoft也针对Windows系统与现场连接开发了OPC，包括流程领域FDT/DTM的规范，都是为了实现互操作层面的标准。
工业总线在ISO/OSI模型中通常还是由三层或五层结构来实现，以考虑实时性问题。而到了近期，随着智能制造、物联网发展的需求，又需要解决车间、MES/ERP、数字孪生、人工智能、云平台等与现场连接的通信难题，即周期性和非周期性能不能在一个网络里传输，又需要解决语义互操作的跨平台交互问题。这个时候，人们又回到当时以太网初期阶段，是否可以让标准以太网有实时性呢？因此开始了TSN技术的开发。这一技术旨在借助于IT的广泛性降低网络实现成本，并由独立于任何厂商的IEEE/IEC来发展产业共同的通信规范与标准。在应用层，原有的OPC只能针对Windows无法满足要求，于是推出了统一架构OPC UA，OPC UA不仅解决IT与OT的通信连接，还解决信息建模，这就为数字孪生、人工智能提供了模型，便于更为快速的实现优化应用，降低因此而需的工程集成成本。因此，工业通信的发展是一个不断融合、简化，并以用户需求为导向的过程，满足工业更为简单的连接、更便利的工程集成、更为开放的诉求。
摘自《自动化博览》2020年5月刊
北京市公安局海淀分局备案号：11010802023656号