从一开始,工业 4.0 就以工业物联网 (IIoT) 为中心。也就是说,数字化转型不是由任何单一技术定义,而是为以前孤立的人员、 设备和软件产品寻找新的方式,通过数字网络进行通信,以更好地协调他们的活动并开启新的生产可能性。如果没有允许快速可靠地收集、通信和分析数据的网络基础设施,这一切都将不可能实现。


数字化转型所需的工业网络的 4 个方面


“越来越先进的自动化系统——从机器人化生产线、自动导引车、智能机器和综合物流——正在帮助创建智能工厂。CC-Link 合作伙伴协会 (CLPA) 的全球战略顾问 Thomas Burke 表示,这些数据驱动、响应迅速的设施可以极大地增强企业的竞争优势。“然而,要实现这一愿景,需要一种有效的数据和控制信号传输方式,以创建一个自主、互联、响应迅速且灵活的工厂。因此,真正的主角是工业网络。”


Burke 认为,要有效实施数字化转型计划,工业网络应具备四种不同的品质,据报道,CLPA 的千兆工业以太网技术 CC-Link IE 及其新发布的时间敏感网络 (TSN) 可满足所有这些品质变体,CC-Link IE TSN。


这些品质中的第一个是工业网络必须能够实现从现场到企业级别的无缝、自上而下的连接。这将允许管理和运营协调他们的活动以实现需求响应制造,以跟上越来越不可预测的客户需求模式。为了实现这一点,Burke 预计 CC-Link IE 等工业以太网协议将继续取代传统的现场总线。


数字化转型所需的工业网络的 4 个方面


其次,容纳 IIoT 连接的传感器和设备产生的数量不断增加的复杂粒度数据的高带宽将是必不可少的。为促进这一点,伯克表示,能够以 1,000 Mb/s 传输数据的千兆以太网将使旧的 100 Mb/s 工业以太网装置黯然失色。


第三,必须确保通过开放协议和标准的互操作性,因为许多制造商采用来自不同供应商的现场设备和机器来满足其生产需求。开放的协议结构不仅可以让这些设备轻松地相互通信,而且可以保证未来的开发可以轻松集成到预先存在的网络中,而无需拆除和更换整个系统。


在 CC-Link IE 的案例中,已经开发了互操作性规范,允许它与 Profinet 进行通信。此外,配套规范允许 CLPA 的 CSP+ 机器技术应用程序更轻松地与 OPC UA 服务器通信。


最后,确定性对于允许对即使是少量延迟也不能容忍的应用程序(例如运动控制)的某些数据类型进行优先级排序至关重要。此外,随着现场到企业以太网集成变得越来越普遍,需要能够实现更准确流量调度的网络,以进一步减少拥塞。Burke 说,CC-Link IE TSN 支持这些功能。


Burke 说,数字制造的关键设计原则是“实时信息传输能力以及整个企业的数据透明度和可用性,以进行高级分析”。“通过结合开放性、千兆带宽和 TSN 功能,CC-Link IE TSN 可以很好地满足这些需求。因此,利用这种网络技术的企业可以成功制定先进的数字制造战略,从而提高生产力和竞争力。”


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