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(kāi)放性并存的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)創(chuàng )新。其在20世紀90年代就已在控制器中支持CAN總線(xiàn)以及其他主流的現場(chǎng)總線(xiàn)，后積極推動(dòng)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)POWERLINK技術(shù)的發(fā)展和應用。當前，由于智能制造對于柔性生產(chǎn)提出了更高要求，以及跨平臺、跨行業(yè)的應用需求越來(lái)越多，工業(yè)現場(chǎng)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。對此，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(kāi)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?！?/p>

OPC UA over TSN，引領(lǐng)工業(yè)通信未來(lái)

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)是最為重要的基礎性技術(shù)。作為全球自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導性廠(chǎng)商，貝加萊一直積極強化自身在通信支持方面的能力，為用戶(hù)提供先進(jìn)的工業(yè)通訊技術(shù)支持，這表現在以下幾個(gè)方面：

其一，對主流的總線(xiàn)支持，貝加萊的控制系統如X20CPU本身自帶標準以太網(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)現對諸如CC-Link、SERCOSIII等主流總線(xiàn)的支持，最大的CPU可以插入3個(gè)不同的總線(xiàn)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3~10種不同的總線(xiàn)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)品的標配，它具有100μS的實(shí)時(shí)能力。

其三，為了應對IT與OT的融合，貝加萊進(jìn)一步升級通信技術(shù)，進(jìn)入OPC UA over TSN，將OPC UA的信息建模、跨平臺語(yǔ)義互操作、靈活通信與安全與TSN的實(shí)時(shí)性結合，服務(wù)未來(lái)工廠(chǎng)更為大的帶寬、復雜數據流的需求，將周期與非周期性數據集成。

據宋華振介紹，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)推出了工程樣機構成的演示系統，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(chǎng)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?！爱斎?，貝加萊TSN產(chǎn)品也會(huì )接受來(lái)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?！彼稳A振說(shuō)道。

近年來(lái)，5G技術(shù)的發(fā)展備受關(guān)注，對于這一熱門(mén)技術(shù)，貝加萊也在積極的進(jìn)行研究。宋華振認為5G與TSN在物理傳輸方面是分別代表無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)兩個(gè)方面未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)：“5G目前對工業(yè)來(lái)說(shuō)主要以‘Monitoring’的場(chǎng)景為主，而TSN主要在‘Control’方面，因為5G在工業(yè)應用還需要經(jīng)過(guò)一些門(mén)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(chǎng)景對于可靠性、抗干擾等方面也需要相關(guān)的認證，這些都是國際上包括IETF、IEEE、IEC等電信與工業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家正在共同解決的問(wèn)題，需要制定相關(guān)的標準。短期來(lái)說(shuō)，5G在工業(yè)領(lǐng)域還有一些路要走，但是，未來(lái)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)?！?/p>

Secure Remote Maintenance，為用戶(hù)提供安全保障

安全問(wèn)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(wèn)題，對此，宋華振深表認同：“是的，傳統上，工業(yè)總線(xiàn)如之前POWERLINK由于是一種工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )，它與IT的標準網(wǎng)絡(luò )實(shí)際上是通過(guò)硬件實(shí)現隔離，包括調度機制的不同，因此，通常也很難出現安全性問(wèn)題，當采用OPC UA over TSN后，就必須考慮安全性問(wèn)題?！?/p>

如何保障用戶(hù)的信息安全？宋華振詳細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制，我們也會(huì )在系統中支持IEC相關(guān)標準，這方面的開(kāi)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(hù)提供了一個(gè)稱(chēng)為SRM安全遠程維護的方案，SRM即Secure RemoteMaintenance，它采用加密的VPN技術(shù)，通過(guò)硬件上現場(chǎng)端SiteManager和云端連接，在云端會(huì )有GateManager來(lái)管理這些遠程的設備的連接，并由客戶(hù)端的LinkManager進(jìn)行遠程網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)操作，整個(gè)是一個(gè)加密的VPN，確保信息與數據的安全，目前這是我們主推的一個(gè)方案，主要針對客戶(hù)的遠程數據訪(fǎng)問(wèn)、程序上傳下載的一些遠程支持服務(wù)?！?/p>

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。邊緣計算作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現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算概念并在實(shí)際應用中開(kāi)始推進(jìn)的自動(dòng)化企業(yè)。據宋華振介紹，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(wèn)題，即“Brownfield”的問(wèn)題。因為，用戶(hù)首先需要把“老舊”工廠(chǎng)的設備連入系統，這個(gè)時(shí)候，自動(dòng)化企業(yè)的I/O直接連接、各種總線(xiàn)支持能力、原有的軟件應用如OEE計算、控制策略機理模型、數據呈現就得以發(fā)揮作用，再借助OPC UA可以被云端或邊緣側的平臺所獲取。另外，貝加萊的APROL本身也是一個(gè)數字化平臺，其作為一個(gè)開(kāi)放的平臺，借助于工業(yè)人在現場(chǎng)數據采集、機理模型的優(yōu)勢，結合開(kāi)放的數據庫技術(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(guò)現場(chǎng)設備的開(kāi)放連接，可以直接通過(guò)OPCUA/MQTT與云端連接，到Ability平臺，進(jìn)行數據呈現、云端數據學(xué)習與分析，然后通過(guò)各種方式給予客戶(hù)優(yōu)化的預測、報警等。

雖然面對當前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱潮，貝加萊已做好了全方面的布局，但對于工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，宋華振仍保持著(zhù)審慎的態(tài)度：“目前市場(chǎng)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)現場(chǎng)最大的問(wèn)題是其工藝復雜性，機理模型往往是通過(guò)大量的時(shí)間和測試驗證積累的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)描述了一個(gè)美好前景，但它無(wú)法繞過(guò)這個(gè)模型建立的過(guò)程，因此，如果希望發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用，必須從源頭去對工業(yè)現場(chǎng)的對象、流程進(jìn)行了解，才能將模型與數據驅動(dòng)兩者結合，各自發(fā)揮優(yōu)勢。即使是第一步連接，目前來(lái)說(shuō)都很困難，需要有效的宣貫標準，并制定實(shí)施戰略指導，專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)業(yè)的事情。否則，就會(huì )停留于概念而無(wú)法落地?！?/p>

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年5月刊