8月29日下午,2020工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最佳實(shí)踐”主論壇在線(xiàn)上舉辦,三菱電機株式會(huì )社執行董事、三菱電機(中國)有限公司董事長(cháng)兼總經(jīng)理、CLPA China最高戰略顧問(wèn)富澤克行受邀出席,以《CC-Link IE TSN實(shí)現"Connected Industries”互聯(lián)工業(yè)世界》為主題,就制造產(chǎn)業(yè)智能化核心工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)——CC-Link IE TSN的技術(shù)成果和未來(lái)動(dòng)向進(jìn)行了分享。
CC-Link IE TSN如何逐步實(shí)現互聯(lián)制造業(yè)?
富澤克行介紹,CC-Link IE TSN理念的重點(diǎn)是實(shí)現「FA與IT的融合」以及「高速?高精度的控制」。而FA與IT的融合,最大的特點(diǎn)是為生產(chǎn)現場(chǎng)使用的多種不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )在同一鏈路上共存提供可能性。通過(guò)采用高效的協(xié)議,實(shí)現超越原有網(wǎng)絡(luò )CC-Link IE的「高速?高精度的控制」。CC-Link IE TSN通過(guò)這些技術(shù),使生產(chǎn)現場(chǎng)FA和管理部門(mén)IT實(shí)現了無(wú)縫連接,無(wú)須顧忌不同層次的差異,擴大了更多種應用場(chǎng)景的可能性。
那么,CC-Link IE TSN如何逐步實(shí)現互聯(lián)制造業(yè)?富澤克行提出五大點(diǎn)。第一點(diǎn),采用TSN技術(shù)獲取正確的時(shí)間戳信息、進(jìn)行高精度的分析。第二點(diǎn),實(shí)現FA(OT)和IT的融合同時(shí),保證FA的實(shí)時(shí)性控制、和與IT的無(wú)縫通信。第三點(diǎn),實(shí)現高精度的運動(dòng)控制。第四點(diǎn),積極擴展無(wú)線(xiàn)和5G的配合使用。第五點(diǎn),「OT與IT的融合」與安全的對策,這兩點(diǎn)如車(chē)輪,必須同時(shí)推進(jìn)。著(zhù)實(shí)構建能放心使用的安全環(huán)境、并擴充對應安全的設備及服務(wù)。
為了能真實(shí)感受到CC-Link IE TSN的特點(diǎn),富澤克行邀請大家務(wù)必參觀(guān)2020剛升級至CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )的ITEI(機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所)智能制造示范線(xiàn),實(shí)地感受高精度的數據收集以及使用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )構建起跨IT和OT的系統。同時(shí)也能看到,因為在同一鏈路中可以設定數個(gè)不同的通信周期,所以如伺服、機器人等快速周期的設備與如各種傳感器、人機界面等低速周期的設備組合在一起,實(shí)現高效通信,由此縮短節拍時(shí)間。
任何技術(shù)一定要落地才能體現其價(jià)值。富澤克行為大家分享了CC-Link IE TSN兩個(gè)具體的應用場(chǎng)景:
在半導體制造裝備應用中,菜單數據、追溯數據等大容量信息在高速通信的同時(shí),完全不會(huì )影響生產(chǎn)設備的控制信息通信。半導體裝備中主流的主控制器IPC,無(wú)需更改既有的硬件,通過(guò)軟件安裝即可具備CC-Link IE TSN的主站功能。這樣就可以重復利用現有的設計資源,大幅度縮減設計工時(shí);
在汽車(chē)涂裝工序中,上位的控制器可高速采集并分析涂裝品質(zhì)數據、涂裝機器人設備監視數據等大容量信息。多方面的菜單數據也能實(shí)時(shí)地被傳輸到設備側,由此可自如對應變種變量的生產(chǎn)方式。在同一鏈路上兼容普通I/O通信和安全通信,實(shí)現降低布線(xiàn)成本、零布線(xiàn)失誤。另外,使用環(huán)形拓撲連接,回環(huán)功能能確保在設備故障時(shí)不停機,由此大幅度縮短停機時(shí)間。
CC-Link IE TSN對應產(chǎn)品陸續問(wèn)世,推進(jìn)互聯(lián)工業(yè)世界的實(shí)現
自CC-Link IE TSN規范發(fā)布一年半時(shí)間以來(lái),截至2020年7月已有100多種對應產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)銷(xiāo)售中,多家合作伙伴陸續加入此賽道。
三菱電機已經(jīng)開(kāi)發(fā)了可編程控制器、伺服放大器、機器人、人機界面、變頻器、CNC等120多種自動(dòng)化產(chǎn)品,并逐次上市銷(xiāo)售。
Softservo株式會(huì )社的「WMX3」軟運動(dòng)控制主站產(chǎn)品,搭載了CC-Link IE TSN主站功能具備了多種控制功能,對應高精度且復雜的多軸控制需求,實(shí)現最多128軸伺服系統和6萬(wàn)點(diǎn)以上I/O的完全同步?高速控制。
MOXA在2020年7月底發(fā)也發(fā)布了對應CC-Link IE TSN的TSN交換機產(chǎn)品。
5G在CC-Link IE TSN中如何適用?
對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的趨勢,富澤克行認為,無(wú)線(xiàn)?5G的積極配合運用和融合是方向。5G擁有高速大容量、低延遲?高可靠性、多臺設備同時(shí)連接的三大特點(diǎn),其與IT、OT的融合可以實(shí)現高速?高精度的控制,可實(shí)現智能無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)。
那么,5G在CC-Link IE TSN中如何適用?
富澤克行認為,通過(guò)5G實(shí)現控制通信的無(wú)線(xiàn)化以及非接觸性供電,這樣就能實(shí)現工廠(chǎng)布局自由化。使用無(wú)線(xiàn)LAN適配器能削減布線(xiàn)工時(shí),工廠(chǎng)內部實(shí)現瘦身!并且帶來(lái)生產(chǎn)效率的提高。其次是數字孿生的使用。通過(guò)5G實(shí)現超高速?超低延遲的數據通信的應用,可以在電腦中實(shí)時(shí)地執行高精度的信息再現?;诖髷祿哪M結果也迅速地反饋到生產(chǎn)現場(chǎng)。再加上充分利用CC-Link IE TSN的高速、大容量通信,結合本地5G的應用,則進(jìn)一步推進(jìn)智能制造的進(jìn)步。
富澤克行透露,關(guān)于5G的國際標準化工作CC-Link協(xié)會(huì )也在逐步開(kāi)展中。
網(wǎng)絡(luò )和安全同時(shí)并進(jìn),構建放心使用CC-Link IE TSN Safety
OT層網(wǎng)絡(luò )完善后與IT層網(wǎng)絡(luò )相連,安全上的風(fēng)險則急速撲面而來(lái)。IT系統中有來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的惡意軟件(風(fēng)險1),OT系統中有因DoS攻擊而造成的網(wǎng)絡(luò )負載過(guò)剩(風(fēng)險4)等等,都必須采取相應對策。
如何采取安全對策?富澤克行認為,在IT系統,研討使用標準以太網(wǎng)的安全技術(shù)。在OT系統,研討CC-Link IE TSN具備安全技術(shù)、以及采用交換機的安全技術(shù)。對應這些安全風(fēng)險,CC-Link協(xié)會(huì )推進(jìn)以下三方面工作,并制定安全指引。第一,構建可以放心使用CC-Link IE TSN的安全環(huán)境。第二,提供為了安全使用CC-Link IE TSN所需的信息。第三,擴充對應安全機制的產(chǎn)品和服務(wù)。通過(guò)這些工作,安全就能得到完全的保障。