8月29日下午,2020工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最佳實踐”主論壇在線上舉辦,三菱電機株式會社執(zhí)行董事長、CLPA China最高顧問富澤克行受邀出席,以《CC-Link IE TSN實現(xiàn)"Connected Industries”互聯(lián)工業(yè)世界》為主題,就制造產(chǎn)業(yè)智能化核心工業(yè)網(wǎng)絡技術——CC-Link IE TSN的技術成果和未來動向進行了分享。
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CC-Link IE TSN如何逐步實現(xiàn)互聯(lián)制造業(yè)?
富澤克行介紹,CC-Link IE TSN理念的重點是實現(xiàn)「FA與IT的融合」以及「高速?高精度的控制」。而FA與IT的融合,最大的特點是為生產(chǎn)現(xiàn)場使用的多種不同協(xié)議的網(wǎng)絡在同一鏈路上共存提供可能性。通過采用高效的協(xié)議,實現(xiàn)超越原有網(wǎng)絡CCLink IE的「高速?高精度的控制」。CC-Link IE TSN通過這些技術,使生產(chǎn)現(xiàn)場FA和管理部門IT實現(xiàn)了無縫連接,無須顧忌不同層次的差異,擴大了更多種應用場景的可能性。
那么,CC-Link IE TSN如何逐步實現(xiàn)互聯(lián)制造業(yè)?富澤克行提出五大點。第一點,采用TSN技術獲取正確的時間戳信息、進行高精度的分析。第二點,實現(xiàn)FA(OT)和IT的融合同時,保證FA的實時性控制、和與IT的無縫通信。第三點,實現(xiàn)高精度的運動控制。第四點,積極擴展無線和5G的配合使用。第五點,「OT與IT的融合」與安全的對策,這兩點如車輪,必須同時推進。著實構建能放心使用的安全環(huán)境、并擴充對應安全的設備及服務。
為了能真實感受到CC-Link IE TSN的特點,富澤克行邀請大家務必參觀2020剛升級至CC-Link IE TSN網(wǎng)絡的ITEI(機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經(jīng)濟研究所)智能制造示范線,實地感受高精度的數(shù)據(jù)收集以及使用同一個網(wǎng)絡構建起跨IT和OT的系統(tǒng)。同時也能看到,因為在同一鏈路中可以設定數(shù)個不同的通信周期,所以如伺服、機器人等快速周期的設備與如各種傳感器、人機界面等低速周期的設備組合在一起,實現(xiàn)高效通信,由此縮短節(jié)拍時間。
任何技術一定要落地才能體現(xiàn)其價值。富澤克行為大家分享了CC-Link IE TSN兩個具體的應用場景:
在半導體制造裝備應用中,菜單數(shù)據(jù)、追溯數(shù)據(jù)等大容量信息在高速通信的同時,完全不會影響生產(chǎn)設備的控制信息通信。半導體裝備中主流的主控制器IPC,無需更改既有的硬件,通過軟件安裝即可具備CC-Link IE TSN的主站功能。這樣就可以重復利用現(xiàn)有的設計資源,大幅度縮減設計工時;
在汽車涂裝工序中,上位的控制器可高速采集并分析涂裝品質數(shù)據(jù)、涂裝機器人設備監(jiān)視數(shù)據(jù)等大容量信息。多方面的菜單數(shù)據(jù)也能實時地被傳輸?shù)皆O備側,由此可自如對應變種變量的生產(chǎn)方式。在同一鏈路上兼容普通I/O通信和安全通信,實現(xiàn)降低布線成本、零布線失誤。另外,使用環(huán)形拓撲連接,回環(huán)功能能確保在設備故障時不停機,由此大幅度縮短停機時間。
CC-Link IE TSN對應產(chǎn)品陸續(xù)問世,推進互聯(lián)工業(yè)世界的實現(xiàn)
自CC-Link IE TSN規(guī)范發(fā)布一年半時間以來,截至2020年7月已有100多種對應產(chǎn)品在開發(fā)、市場銷售中,多家合作伙伴陸續(xù)加入此賽道。
三菱電機已經(jīng)開發(fā)了可編程控制器、伺服放大器、機器人、人機界面、變頻器、CNC等120多種自動化產(chǎn)品,并逐次上市銷售。
Softservo株式會社的「WMX3」軟運動控制主站產(chǎn)品,搭載了CC-Link IE TSN主站功能具備了多種控制功能,對應高精度且復雜的多軸控制需求,實現(xiàn)最多128軸伺服系統(tǒng)和6萬點以上I/O的完全同步?高速控制。
MOXA在2020年7月底發(fā)也發(fā)布了對應CC-Link IETSN的TSN交換機產(chǎn)品。
5G在CC-Link TSN中如何適用?
對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來的趨勢,富澤克行認為,無線?5G的積極配合運用和融合是方向。5G擁有高速大容量、低延遲?高可靠性、多臺設備同時連接的三大特點,其與IT、OT的融合可以實現(xiàn)高速?高精度的控制,可實現(xiàn)智能無線工廠。
那么,5G在CC-Link TSN中如何適用?
富澤克行認為,通過5G實現(xiàn)控制通信的無線化以及非接觸性供電,這樣就能實現(xiàn)工廠布局自由化。使用無線LAN適配器能削減布線工時,工廠內(nèi)部實現(xiàn)瘦身!并且?guī)砩a(chǎn)效率的提高。其次是數(shù)字孿生的使用。通過5G實現(xiàn)超高速?超低延遲的數(shù)據(jù)通信的應用,可以在電腦中實時地執(zhí)行高精度的信息再現(xiàn)?;诖髷?shù)據(jù)的模擬結果也迅速地反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場。再加上充分利用CC-Link IE TSN的高速、大容量通信,結合本地5G的應用,則進一步推進智能制造的進步。
富澤克行透露,關于5G的國際標準化工作CC-Link協(xié)會也在逐步開展中。
網(wǎng)絡和安全同時并進,構建放心使用CC-Link IE TSN Safety
OT層網(wǎng)絡完善后與IT層網(wǎng)絡相連,安全上的風險則急速撲面而來。IT系統(tǒng)中有來自互聯(lián)網(wǎng)的惡意軟件(風險1),OT系統(tǒng)中有因DoS攻擊而造成的網(wǎng)絡負載過剩(風險4)等等,都必須采取相應對策。
如何采取安全對策?富澤克行認為,在IT系統(tǒng),研討使用標準以太網(wǎng)的安全技術。在OT系統(tǒng),研討CC-Link IE TSN具備安全技術、以及采用交換機的安全技術。對應這些安全風險,CC-Link協(xié)會推進以下三方面工作,并制定安全指引。第一,構建可以放心使用CC-Link IE TSN的安全環(huán)境。第二,提供為了安全使用CC-Link IE TSN所需的信息。第三,擴充對應安全機制的產(chǎn)品和服務。通過這些工作,安全就能得到完全的保障。