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Come funziona l'integrazione di TSN in PROFINET?

Molti utenti si chiedono perché TSN (Time-Sensitive Networking) sia la piattaforma di comunicazione per le future attività di automazione. Per dirla in breve: tra le altre cose, TSN mira a consentire l'uso convergente e robusto di una rete Ethernet comune per applicazioni IT e OT.

 

Perché la piattaforma TSN è necessaria?

Man mano che le fabbriche si evolvono, molti componenti aggiuntivi vengono integrati in una pianta, ad esempio i programmi antivirus. Tali azioni, come una scansione antivirus, sottopongono la rete ad un forte stress perché Ethernet standard (TCP/IP) può contenere pacchetti di dati molto grandi e non è in grado di elaborarli in tempo reale. Se sono presenti pacchetti di dati TCP/IP più grandi, possono bloccare i percorsi di comunicazione e non è possibile che i pacchetti di dati in tempo reale li superino. Questo non solo ritarda la consegna dei pacchetti di dati in ogni switch, ma provoca anche un vero e proprio inceppamento nei dispositivi.

 

Semplificare la complessità

TSN offre vantaggi come la tecnologia Ethernet IEEE con una larghezza di banda più elevata, determinismo, configurazione di rete flessibile e un'ampia gamma di chip. Tuttavia, l'obiettivo dichiarato degli utenti è quello di continuare a utilizzare applicazioni PROFINET collaudate e architetture esistenti. Per questo motivo, PI non sta solo lavorando sull'integrazione TSN, ma anche per rendere questo nuovo percorso di migrazione il più semplice possibile per l'utente, pur rimanendo flessibile per i futuri casi d'uso di I4.0.

 

Semplificazione per gli utenti

La buona notizia è che TSN rende le cose più facili per l'utente. Oggi, la configurazione di rete (cioè la definizione dei percorsi di comunicazione dal controller al dispositivo) fa parte dell'ingegneria. In futuro, questa attività verrà trasferita al software dei dispositivi PROFINET e quindi fa parte del runtime nel controller o nel dispositivo. Questo non solo allevia il lavoro dell'utente, ma aumenta anche la flessibilità. L'utente dovrà solo definire semplici regole per la rete per il calcolo della configurazione.

 

Questi includono:

  • Selezione di un Working Clock Master (in genere PLC)
  • Velocità dati (100 Mbit/s o 1 GBit/s)
  • Nome del dominio
  • Pianificazione dei cicli di aggiornamento

Queste impostazioni vengono eseguite rapidamente, soprattutto perché sono impostate per l'intera rete (l'intero dominio) e non per ogni dispositivo. Questo riduce notevolmente il lavoro. Inoltre, non è più necessario creare una topologia di destinazione durante l'ingegneria, ma ciò è comunque possibile se ritenuto necessario. Nel frattempo, lo sviluppo e l'integrazione dei corrispondenti meccanismi TSN per l'uso nel mondo dell'automazione di oggi è abbastanza avanzato. Funzioni importanti, vale a dire quelle rilevanti per l'automazione industriale, sono già state incluse negli standard e - o saranno presto - integrate nei chip standard. Questo apre nuove aree di applicazione e progetti hardware per i controller; inoltre, i dispositivi sul campo possono essere implementati in modo più flessibile con questi chip standard.

 

Stato attuale

L'obiettivo fissato da PI di integrare TSN come tecnologia aggiuntiva di livello 2 nell'architettura PROFINET è stato raggiunto con l'attuale specifica PROFINET V2.4. Il lavoro di specificazione è stato completato e le tre parti del documento possono essere scaricate dal sito web di PI.

Ciò consente sia ai produttori che agli utenti di implementare i vantaggi di TSN in modo interoperabile. I produttori di un dispositivo da campo PROFINET utilizzano semplicemente i moduli e gli stack corrispondenti o i moduli tecnologici già pronti. Ciò significa che non dovranno comprendere i dettagli tecnici o addirittura implementarli loro stessi, come avviene attualmente. Di conseguenza, i produttori di dispositivi potranno facilmente aggiungere TSN al loro portfolio PROFINET esistente.

Naturalmente, le specifiche continueranno a essere mantenute nel familiare processo di manutenzione annuale, in modo che le nuove esigenze dei clienti, le esperienze sul campo o gli sviluppi tecnologici possano essere integrati in modo aperto e completo. La TSN-Guidline offre anche una semplice spiegazione dell'applicazione di TSN.

 

 

Le nostre tecnologie

PROFIBUS è un sistema di comunicazione digitale standardizzato ed aperto, utilizzabile in tutte le aree di applicazione, dal manifatturiero al processo.

PROFINET è l'innovativo standard aperto per l'Industrial Ethernet. E' in grado di soddisfare tutti i requisiti necessari per le applicazioni di automazione industriale.

IO-LINK è la prima tecnologia IO standardizzata a livello mondiale (IEC 61131-9) per comunicare con sensori ed attuatori sotto il livello di comunicazione del bus di campo. Può essere integrata con PROFIBUS e PROFINET.