SoC-e——爲客戶的關鍵系統提供一種經過現場驗證的TSN技術(二)

上篇我們介紹了在“ 新” 的以太網的背景下,SoC-e在航空航天和汽車行業的應用,我們現在接着介紹其產品在其他行業的應用;

工業網絡化

可互操作的網絡基礎設施是實現智能工廠完全數字化的關鍵驅動力。基於串行和以太網的現場總線是工業3.0的通用技術,其發展重點是爲工廠自動化提供手段。如今,我們正在經歷從分層的自動化金字塔(ERP、MES、SCADA/PLC、I/O現場組件)到利用所有解鎖和分佈式數據所需的整體式自動化支柱的過渡。

此工業4.0工廠骨幹網將由高級以太網賦能。不斷髮展的專有現場總線與用於確定性以太網的標準且可互操作的解決方案(時間敏感網絡)相結合,是應對這一挑戰的持續技術。

自2011年以來,SoC-e爲工業領域的公司提供了具有時間意識的以太網技術,這些公司在PLC、電機驅動器、傳感器採集和工業網絡設備上嵌入了SoC-e IP和模塊。

電力自動化和控制系統(PACS)與智能電網

IEC 61850是智能電源自動化和控制系統(PAC)的骨幹。IEC 61850標準化了數據模型,多種通信服務,系統配置描述語言(SCL)甚至用於網絡和同步的鏈路層。IEC 61850社區和行業已經投入大量精力爲這些系統內傳遞的關鍵控制消息(如GOOSE或SMV消息)提供基於零延遲和無幀丟失的基於以太網的聯網解決方案。

IEC 61850採用IEC 61439-3的第4和第5條,以在PAC中提供無衝擊的以太網冗餘。IEC 61439-3的第5條被稱爲高可用性無縫冗餘(HSR),第4條被稱爲並行冗餘協議(PRP)。

兩種協議都提供了零切換延遲時間,在故障情況下不會丟失任何幀,以及在第2層進行網絡監督提供了強大手段。

HSR通過在環形網絡上雙向發送數據包並在支持HSR的接收節點上丟棄重複的數據包來提供冗餘。如果環網中斷,則將始終通過另一個端口接收幀。

適應PRP的節點連接到兩個獨立的以太網,並通過兩個網絡發送幀。當任何網絡出現故障時,這將允許通過該幀進行接收。

 

鐵路:機車車輛和軌道電子信號

鐵路行業需要火車通訊的新骨幹。如今,火車製造商提供配備有最強大的通信網絡的現代火車,以提供對火車運行的嚴格控制,併爲乘客提供舒適的環境。對更高數據帶寬的需求在增加,而對安全、保護和可靠網絡的需求則是必須的。

IEC在1999年發佈了火車車載通信標準,稱爲IEC 61375或TCN(火車通信網絡)。該標準已成爲解決這些麻煩的國際方法。但是,對巨大帶寬的需求迫使TCN進行集成並從以太網中受益。但是,這種集成可能會損害TCN的可靠性、安全性和實時性。在這種情況下,並行冗餘協議(PRP)和高可用性無縫冗餘(HSR)協議是滿足所有這些要求的有效解決方案。此外,集成了PRP和HSR的以太網TCN網絡能夠以自然方式管理冗餘和更改組成。

確定性以太網是該行業內OT/IT集成的另一種驅動技術。從製造商和集成商的角度來看,能夠將時間緊迫的數據與高帶寬的網絡盡力融合在一起是一項有價值的技術。從這個意義上講,時間敏感網絡(TSN)確保供應商之間的互操作性,併爲安全意識系統提供可靠的基礎。TSN由IEEE 802.1 TSN任務組標準化 。

SoC-e爲火車和信令製造商提供了完整的IP內核和模塊產品組合,以集成這些技術。從可能包括硬件和軟件設計的統包項目到即插即用的網絡模塊。

                                     

 總結

TSN的核心思維是提出了一個可互操作的系統,並支持多個製造商、協議和機構在同一個網絡上共享,同時數據使用相同的語言進行解析,不僅可得,而且可用。SoC-e爲客戶的關鍵系統提供一種經過現場驗證的TSN技術。目標設備從小型智能設備、基於CPU或PLC的少端口網絡設備,再到新一代工廠的多端口工業交換機。此外,由於SoC-e工具包及其互操作性,使其在促進該技術的成熟和傳播方面正發揮着重要的作用,SoC-e提供了所有用於實現任何PTP設備的軟硬件方案。

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