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在工業(yè)通信領(lǐng)域，貝加萊一直是積極的技術(shù)引領(lǐng)者，致力于實(shí)時(shí)性與開放性并存的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新。其在20世紀(jì)90年代就已在控制器中支持CAN總線以及其他主流的現(xiàn)場總線，后積極推動(dòng)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)POWERLINK技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。當(dāng)前，由于智能制造對(duì)于柔性生產(chǎn)提出了更高要求，以及跨平臺(tái)、跨行業(yè)的應(yīng)用需求越來越多，工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通性，已經(jīng)成為制約智能制造發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)此，貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司技術(shù)傳播經(jīng)理宋華振表示：“近兩年，貝加萊主要聚焦于TSN技術(shù)與OPC UA融合的開發(fā)，致力推動(dòng)OT和ICT網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，助力智能制造發(fā)展。”

OPC UA over TSN，引領(lǐng)工業(yè)通信未來

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司技術(shù)傳播經(jīng)理 宋華振

對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，工業(yè)通信技術(shù)是最為重要的基礎(chǔ)性技術(shù)。作為全球自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)性廠商，貝加萊一直積極強(qiáng)化自身在通信支持方面的能力，為用戶提供先進(jìn)的工業(yè)通訊技術(shù)支持，這表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

其一，對(duì)主流的總線支持，貝加萊的控制系統(tǒng)如X20CPU本身自帶標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、POWERLINK、RS232，在每個(gè)CPU上可以插入的通信主站/從站模塊包括PROFIBUS/PROFINET、DeviceNet、Ethernet/IP、CANopen、Modbus。從站除此之外還可實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如CC-Link、SERCOSIII等主流總線的支持，最大的CPU可以插入3個(gè)不同的總線模塊，如CAN、M-Bus等。因此，貝加萊的控制器一個(gè)CPU即可實(shí)現(xiàn)3~10種不同的總線支持能力。

其二，在實(shí)時(shí)通信方面，貝加萊也自2001年推出POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，是最早投入應(yīng)用的工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，POWERLINK目前是貝加萊所有產(chǎn)品的標(biāo)配，它具有100μS的實(shí)時(shí)能力。

其三，為了應(yīng)對(duì)IT與OT的融合，貝加萊進(jìn)一步升級(jí)通信技術(shù)，進(jìn)入OPC UA over TSN，將OPC UA的信息建模、跨平臺(tái)語義互操作、靈活通信與安全與TSN的實(shí)時(shí)性結(jié)合，服務(wù)未來工廠更為大的帶寬、復(fù)雜數(shù)據(jù)流的需求，將周期與非周期性數(shù)據(jù)集成。

據(jù)宋華振介紹，在2015年IEEE成立時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)的工作組時(shí)貝加萊即已參與了工作組，并在2019年9月在奧地利與TTTech、Rexroth、FESTO等公司共同發(fā)起了TSN的Kick-off會(huì)議，在2017年底的SPS展會(huì)就已經(jīng)推出了工程樣機(jī)構(gòu)成的演示系統(tǒng)，并參與美國IIC、歐洲LNI的測試床。在2018德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，貝加萊與華為等廠商及產(chǎn)業(yè)組織一起參與了TSN聯(lián)合測試床的發(fā)布。2019年貝加萊TSN控制器（X20系列）、APC、TSN交換機(jī)就已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)品系列化階段。2020年，貝加萊的Automation Studio 4.9版本將發(fā)布集成于其中的OPC UA over TSN的配置工具。“當(dāng)然，貝加萊TSN產(chǎn)品也會(huì)接受來自第三方的軟件工具配置，這個(gè)進(jìn)度目前需要與IEEE/IEC 60802工作組共同推進(jìn)，目前在進(jìn)行中。”宋華振說道。

近年來，5G技術(shù)的發(fā)展備受關(guān)注，對(duì)于這一熱門技術(shù)，貝加萊也在積極的進(jìn)行研究。宋華振認(rèn)為5G與TSN在物理傳輸方面是分別代表無線和有線兩個(gè)方面未來的關(guān)鍵技術(shù)：“5G目前對(duì)工業(yè)來說主要以‘Monitoring’的場景為主，而TSN主要在‘Control’方面，因?yàn)?G在工業(yè)應(yīng)用還需要經(jīng)過一些門檻。首先在性能諸如丟包率、延遲、實(shí)時(shí)性方面用于控制還尚顯不足。另外，眾所周知，工業(yè)場景對(duì)于可靠性、抗干擾等方面也需要相關(guān)的認(rèn)證，這些都是國際上包括IETF、IEEE、IEC等電信與工業(yè)領(lǐng)域的專家正在共同解決的問題，需要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。短期來說，5G在工業(yè)領(lǐng)域還有一些路要走，但是，未來它肯定會(huì)扮演一個(gè)重要的傳輸角色，相信5G和TSN會(huì)齊頭并進(jìn)。”

Secure Remote Maintenance，為用戶提供安全保障

安全問題在智能制造時(shí)代是工業(yè)通信需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，對(duì)此，宋華振深表認(rèn)同：“是的，傳統(tǒng)上，工業(yè)總線如之前POWERLINK由于是一種工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它與IT的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是通過硬件實(shí)現(xiàn)隔離，包括調(diào)度機(jī)制的不同，因此，通常也很難出現(xiàn)安全性問題，當(dāng)采用OPC UA over TSN后，就必須考慮安全性問題。”

如何保障用戶的信息安全？宋華振詳細(xì)介紹了貝加萊完善的解決方案：“首先OPC UA本身就有其自有的安全機(jī)制，我們也會(huì)在系統(tǒng)中支持IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這方面的開發(fā)已經(jīng)集成到整個(gè)Automation Studio的網(wǎng)絡(luò)配置工具中，這是在產(chǎn)品與軟件集成方面的工作。另外一個(gè)方面，貝加萊基于我們本身的業(yè)務(wù)需要，為客戶提供了一個(gè)稱為SRM安全遠(yuǎn)程維護(hù)的方案，SRM即Secure RemoteMaintenance，它采用加密的VPN技術(shù)，通過硬件上現(xiàn)場端SiteManager和云端連接，在云端會(huì)有GateManager來管理這些遠(yuǎn)程的設(shè)備的連接，并由客戶端的LinkManager進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)操作，整個(gè)是一個(gè)加密的VPN，確保信息與數(shù)據(jù)的安全，目前這是我們主推的一個(gè)方案，主要針對(duì)客戶的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問、程序上傳下載的一些遠(yuǎn)程支持服務(wù)。”

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，全方位布局

智能制造時(shí)代突出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要性，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在各制造領(lǐng)域的拓展也在不斷創(chuàng)新。邊緣計(jì)算作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)路徑在其中具有很重要的意義，而貝加萊正是早期提出邊緣計(jì)算概念并在實(shí)際應(yīng)用中開始推進(jìn)的自動(dòng)化企業(yè)。據(jù)宋華振介紹，早在2016年，貝加萊即推出“OrangeBox”這個(gè)概念，它解決工業(yè)互聯(lián)第一個(gè)問題，即“Brownfield”的問題。因?yàn)椋脩羰紫刃枰选袄吓f”工廠的設(shè)備連入系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)候，自動(dòng)化企業(yè)的I/O直接連接、各種總線支持能力、原有的軟件應(yīng)用如OEE計(jì)算、控制策略機(jī)理模型、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)就得以發(fā)揮作用，再借助OPC UA可以被云端或邊緣側(cè)的平臺(tái)所獲取。另外，貝加萊的APROL本身也是一個(gè)數(shù)字化平臺(tái)，其作為一個(gè)開放的平臺(tái)，借助于工業(yè)人在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、機(jī)理模型的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合開放的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web技術(shù)，可以方便地搭建一個(gè)“IT”與“OT”融合的橋梁。2018年貝加萊還推出APM-資產(chǎn)性能管理器，通過現(xiàn)場設(shè)備的開放連接，可以直接通過OPCUA/MQTT與云端連接，到Ability平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、云端數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)與分析，然后通過各種方式給予客戶優(yōu)化的預(yù)測、報(bào)警等。

雖然面對(duì)當(dāng)前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱潮，貝加萊已做好了全方面的布局，但對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，宋華振仍保持著審慎的態(tài)度：“目前市場上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的聲音很大，但很多并非源于工業(yè)。工業(yè)現(xiàn)場最大的問題是其工藝復(fù)雜性，機(jī)理模型往往是通過大量的時(shí)間和測試驗(yàn)證積累的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)描述了一個(gè)美好前景，但它無法繞過這個(gè)模型建立的過程，因此，如果希望發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用，必須從源頭去對(duì)工業(yè)現(xiàn)場的對(duì)象、流程進(jìn)行了解，才能將模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)兩者結(jié)合，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。即使是第一步連接，目前來說都很困難，需要有效的宣貫標(biāo)準(zhǔn)，并制定實(shí)施戰(zhàn)略指導(dǎo)，專業(yè)的人做專業(yè)的事情。否則，就會(huì)停留于概念而無法落地。”

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年5月刊