虹科電子工業(yè)通訊事業(yè)部部長(cháng)謝曉鋒

 廣州虹科電子科技有限公司是一家涉足工業(yè)通訊與物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)輛網(wǎng)絡(luò )與汽車(chē)售后診斷、自動(dòng)化測試、環(huán)境監測與生物科技、衛星與無(wú)線(xiàn)電通信等多個(gè)領(lǐng)域的高科技公司。其中工業(yè)通訊事業(yè)部提供業(yè)內領(lǐng)先的工業(yè)總線(xiàn)協(xié)議軟硬件解決方案，產(chǎn)品類(lèi)型包含代碼、軟件、芯片、板卡、模塊等，目前已在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域積累超過(guò)10年的應用經(jīng)驗。

一直以來(lái)，虹科電子致力通過(guò)不斷創(chuàng )新的工業(yè)通訊技術(shù)滿(mǎn)足各行業(yè)工業(yè)用戶(hù)的需求。2020年，突入其來(lái)的新冠疫情加速了工業(yè)4.0的進(jìn)程，設備互聯(lián)的需求逐漸增加，工業(yè)通訊作為工業(yè)4.0的核心技術(shù)之一迎來(lái)發(fā)展良機。虹科電子工業(yè)通訊事業(yè)部 部長(cháng)謝曉鋒表示：“順應工業(yè)4.0的發(fā)展需求，虹科電子抓住機 遇，提供總線(xiàn)協(xié)議轉換模塊（網(wǎng)關(guān)）和技術(shù)服務(wù)，幫助客戶(hù)快速解決設備互聯(lián)的需求。虹科電子提供的CAN接口卡和總線(xiàn)協(xié)議板卡順應當前工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域PC-Based發(fā)展趨勢，2020年在醫療設備、工業(yè)機器人、數據采集等領(lǐng)域迎來(lái)了裝機數量的小爆發(fā)。此外，虹科電子還在2020年推出了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（TSN）的開(kāi)發(fā)方案和應用方案，旨在幫助國內企業(yè)更快速更簡(jiǎn)單地引進(jìn)和使用時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，加速企業(yè)的數字化轉型?！?/p>

IO-Link，突破數據采集瓶頸

當前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速發(fā)展，隨著(zhù)智能制造模式的推進(jìn)，工業(yè)4.0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的更新迭代與不斷突破，數據采集變得越來(lái)越重要，而工業(yè)通訊技術(shù)成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。但在現有的工業(yè)自動(dòng)化架構中，采集數據類(lèi)型單一，接線(xiàn)復雜，導致工業(yè)4.0與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能化發(fā)展面臨瓶頸。正 如謝曉鋒所言：“現有架構中控制器只能獲取到現場(chǎng)底層傳感器的測量值，但不能獲取到大量有用的底層數據，如服務(wù)數據、廠(chǎng)家信息、設備狀態(tài)、信號質(zhì)量等。因此，急需一項新技術(shù)的創(chuàng )新與突破，來(lái)打破這樣的瓶頸，提供豐富的底層數據?！?/p>

為了順應發(fā)展需求，虹科電子引入了IO-Link這項新興技術(shù)，提供源代碼和OEM模塊兩種開(kāi)發(fā)方案，客戶(hù)可用于開(kāi)發(fā)IO Link設備。IO-Link是一種創(chuàng )新簡(jiǎn)單，獨立于現場(chǎng)總線(xiàn)，面向底層設備的開(kāi)放式雙向點(diǎn)對點(diǎn)串行通信協(xié)議，基于IEC 61131-9標準。它不是現場(chǎng)總線(xiàn)，與現場(chǎng)總線(xiàn)以及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)也并非競爭關(guān)系，而是相互補充的關(guān)系，IO-Link可以兼容市面上幾乎所有的現場(chǎng)總線(xiàn)和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議技術(shù)，打破傳統信號傳輸過(guò)程中的數據隔離、接線(xiàn)復雜等瓶頸，從而迎合物聯(lián)網(wǎng)的需求。

IO-Link技術(shù)提供豐富數據以增加數據可用性、可統一接線(xiàn)以降低布線(xiàn)難度、能精確傳輸以避免精度損失，同時(shí)還具有遠程配置和監控、簡(jiǎn)單設備更換、識別與診斷等功能，為客戶(hù)創(chuàng )造巨大的價(jià)值，也受到行業(yè)的青睞?！癐O-Link是一種領(lǐng)先的通信技術(shù)，具有較高的性?xún)r(jià)比，目前已經(jīng)在多個(gè)垂直行業(yè)中成功應用，獲得了巨大的發(fā)展動(dòng)力?！敝x曉鋒表示。

HK-OEM通訊模塊，加速設備互聯(lián)

虹科電子在2020年推出了HK-OEM通訊模塊，它是一款適用于工業(yè)以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議的嵌入式IC模塊，能夠使現有設備快速、方便地連接到工業(yè)網(wǎng)絡(luò )中，而不需要進(jìn)行大量的開(kāi)發(fā)工作。這將大幅節省研發(fā)成本，尤其是在引進(jìn)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間、加快產(chǎn)品上市方面。模塊上具備運行協(xié)議棧與數據處理所需的組件，包括專(zhuān)用協(xié)議芯片、微控制器、內存以及散熱器等，因此不會(huì )給需要集成工業(yè)網(wǎng)口接口的設備帶來(lái)額外負擔。

據謝曉鋒介紹，HK-OEM通訊模塊預留了三組插針便于連接到設備控制器與擴展外圍硬件接口，包括USAST接口、SPI接口、供電電源、模塊復位、網(wǎng)絡(luò )接口或現場(chǎng)總線(xiàn)接口。該模塊作為設備與現場(chǎng)總線(xiàn)之間的“橋梁”，用戶(hù)可以通過(guò)USART和SPI接口與設備控制器交換實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )數據，報文格式參照Modbus協(xié)議。另外該模塊還具備32個(gè)引腳的數字量IO信號，可以直接滿(mǎn)足32個(gè)點(diǎn)的數字量I/O設計，這32個(gè)I/O引腳可以任意設置成DI或DO。由于采用了通用的針腳分配，虹科電子提供的任何工業(yè)以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)通訊模塊都可以簡(jiǎn)單快速地被替換。

HK-OEM通訊模塊由于其緊湊的尺寸設計，可以嵌入到小型設備或通信接口空間小的設備，開(kāi)發(fā)各類(lèi)儀器儀表、傳感器、遠程I/O、網(wǎng)關(guān)等設備，特別適用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、儀表傳感器行業(yè)、數據采集、自動(dòng)化等領(lǐng)域。

TSN，實(shí)現一網(wǎng)到底

工業(yè)通訊協(xié)議從誕生之初就在不斷地發(fā)展與演進(jìn)，從簡(jiǎn)單的串行總線(xiàn)，到現場(chǎng)總線(xiàn)，再到現在主流的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，工業(yè)通訊技術(shù)朝著(zhù)更高的帶寬、更快的速率、更強的可靠性不斷演進(jìn)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與競爭，目前市面上誕生出五花八門(mén)的各類(lèi)協(xié)議， 如PROFINET、CC-Link、EtherNet/IP等。雖然終端客戶(hù)可以根據自身要求各取所需，但是不同協(xié)議的設備之間無(wú)法互通，而終端用戶(hù)的生產(chǎn)系統往往由來(lái)自不同企業(yè)的設備與系統構成。因此，獨立于廠(chǎng)商的協(xié)議在智能時(shí)代變得更為必要。

在謝曉鋒看來(lái)，這正是TSN技術(shù)橫空出世的重要原因：“TSN是標準以太網(wǎng)在鏈路層上的一系列補充協(xié)議，在鏈路層上規范了同步（AS）、流量調度（Qav、Qbv、Qch、Qcr等）、可靠性機制（CB、Qci等）、資源管理（Qcc、Qat等）等一系列機制，使得以太網(wǎng)在鏈路層上實(shí)現了可靠的實(shí)時(shí)傳輸，而不像目前主流的各類(lèi)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，需要鏈路層到應用層各層進(jìn)行配合處理達成實(shí)時(shí)傳輸的效果?！?/p>

但謝曉鋒認為這并不意味著(zhù)TSN與市面上各類(lèi)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)是競爭或者替代關(guān)系，而更像是一種補充和完善?！艾F有的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議只需要將普通鏈路層替換成TSN鏈路層就可以升級至TSN，而直接面向用戶(hù)的應用層則不需要進(jìn)行修改。如PI、CLPA、ODVA等協(xié)議組織都各自推出了協(xié)議棧的TSN版本，并發(fā)布了初版或數個(gè)版本的規范（如CC-Link IE over TSN）。這使各類(lèi)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)在鏈路層上實(shí)現了統一，不同協(xié)議的幀報文得以在同一網(wǎng)絡(luò )中傳輸而又不損失各自的實(shí)時(shí)性?！敝x曉鋒介紹道。

如今，工業(yè)市場(chǎng)的各大玩家都投入TSN領(lǐng)域的布局與研發(fā)生產(chǎn)之中，如華為、Intel、MOXA、研華等，先后推出了不同層級的TSN相關(guān)產(chǎn)品。虹科電子也在2020年推出TSN IP核的開(kāi)發(fā)方案以及TSN端/橋設備成品的使用方案，致力于幫助國內企業(yè)更快速、簡(jiǎn)單地使用和集成TSN技術(shù)?！拔磥?lái)，虹科電子仍將致力TSN及其他工業(yè)通訊技術(shù)的應用推廣和技術(shù)創(chuàng )新，助力更多行業(yè)領(lǐng)域實(shí)現簡(jiǎn)單易行且高可靠的工業(yè)互聯(lián)，推動(dòng)工業(yè)企業(yè)數字化轉型?！敝x曉鋒表示。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年5月刊