CC-Link IE TSN和运动控制应用：工程师技术更新

时间敏感的网络（TSN）不是协议，而是一个更新改进IEEE以太网标准并让工程师们使用通用以太网进行越来越快速和复杂的控制和自动化。它包括IEEE802.1AS定义的时间同步方案和IEEE802.1Qbv定义的时间共享方案。这些使得准时和可靠的数据和信号传输在以太网上得到同步和确定的通信。

在最近一次关于TSN的谈话中，Design World问道化工合作协会对于美洲总监蒂莫西Lomax以及CLPA美洲经理John F. Wozniak，P.E.关于CC-Link即时间敏感网络（TSN）的几个问题 - 一种基于CC-Link IE的新网络产品。CC-Link IE TSN支持运行技术（OT）和IT的集成，同时提高性能和功能自动化系统通信。

以下是洛马克斯和沃兹尼亚克在被问及CC-Link IE TSN如何支持运动设计时的回答。

时间敏感网络(TSN)如何帮助运动应用程序?

凯文:在过去的几十年里，运动控制取得了令人难以置信的进步。今天的设计包括运动控制命令和相关功能的内部处理……以及其他驱动性能不断提高的硬件。以高分辨率编码器为例:现在它们的分辨率达到了24位和25位……我们不断看到运动应用的编码器分辨率更高。在这里和其他地方，伺服运动的更高性能的趋势仍在继续，这些得益于组件和网络(特别是TSN)同步不同的运动轴。

智能工厂需要实时收集生产信息;通过边缘计算进行处理;并将其传递给it系统。以这种方式利用生产现场数据需要一个稳定的高速网络，如CC-Link IE TSN。

运动控制的网络挑战是什么?

沃兹尼亚克:对于运动应用，最令人担忧不一定是网络速度。相反，这是抖动。因此，工程师可以具有慢动作控制......但是如果它表现出绝对零抖动（这意味着延迟总是相同的时间）它是可接受的运动网络。遗憾的是，通过标准通用互联网协议（IP）传输控制协议和用户数据报协议（TCP和UDP）网络的流量始终展示抖动......并且该网络上的信号可以越早来到纳秒（或更多）而不是预期的。

TSN对信号进行优先排序，并将一个通道和部分周期时间用于优先处理的消息。在保留周期时间之前的阻塞时间内，会阻止威胁优先级消息时间的消息进入TSN交换机。CC-Link IE TSN还对消息进行了分割，以保证可靠性。设置运动信号的时间框架可以显著减少延迟(抖动时间)，并使系统具有可预测性和确定性。

在这个CC-Link IE TSN应用实例中，伺服电机在对准操作期间暂时停止，视觉系统验证工件的质量。在这里，CC-Link IE tsn兼容的伺服放大器和视觉传感器可以实现时间同步，让视觉传感器在伺服电机移动时准确扫描和处理工件的属性。这样的设置可以提高周期时间并减少布线。来自视觉传感器的大量图像数据可以通过IP通信传输，使用相同的单网络系统——与传统设置相比，布线更少，伺服控制性能相同。

CC-Link IE TSN还支持哪些功能?

凯文:TSN支持运动，顺序控制，和安全功能及其相关的硬件产品-包括那些传统的I/O和安全，伺服运动，CNC，和过程功能。TSN甚至支持具有挑战性的机器视觉应用。如前所述，使用通用以太网连接还意味着该TSN网络支持物联网功能。

CC-Link IE如何适应不同速度的通信设备?

沃兹尼亚克:CC-Link IE Field运行在ASIC上，固定在1gbps。CC-Link IE Field Basic(通用型CC-Link IE)支持100mbps或1gbps组网，如TSN组网。但我们认识到，不是每个人都需要1gbps，这些工程师可以在保持运动和TSN路径的同时执行较慢的软件实现。他们可以在TSN上放置低级别的软件设备，可能每5秒发送一次消息，但这不会影响每毫秒发送一次消息的设备。其他网络则等待前者进行传输;相反，TSN(和CC-Link ie实现的TSN)继续处理每一毫秒的信号，并在每五秒的消息中“工作”。

它是一个满足一系列应用程序的网络，包括那些有成本限制的应用程序……因为它是一个基于软件的网络，可以接受较慢的设备……而且它不贵。事实上，CC-Link IE TSN允许工程师使用硬件或软件作为主从设备(而不仅仅是asic)。这是少数几个允许工程师使用软件-软件，硬件-硬件，或任何硬件和软件的混合来获得一个完整的网络的网络之一。

CC-Link IE如何启用IIT功能？

凯文:CC-Link IE TSN支持IT系统和边缘处理和计算执行-作为一个网络连接所有系统在一起。这里的关键当然是要有硬件架构来实现这一点——以及用于诊断、安全和保障的智能。

考虑汽车行业，需要能力和带宽。这个行业的许多业务已经有诊断，使巨大设施的故障排除机器更容易 - 因为请记住，这些是如此之大，员工从植物的一端骑自行车到另一端骑自行车。所以知道一个问题是下一扇门还是植物的另一边一直都是有助于的。该半导体行业 - 包括开发明天智能手机硬件的团队 - 还需要与其设施中的机器的内置连接和连接......包装行业也是如此。

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