打通OT与IT隔离带TSN：智能工厂的“中央枢纽”

赵妍

网络在智能工厂中扮演举足轻重的角色，各种传感器和设备机台都需要通过工业网络互相链接，才能实现智慧工厂的愿景。

在工业企业内网方面，传统工业现场总线、工业以太网等网络技术、标准和产品主要集中于少数发达国家。近年来，我国提出了工厂自动化以太网（EPA）、工业过程/工厂自动化无线网络（WIA-PA/FA）等技术，但产业化和商用水平低。

目前，时间敏感网络（TSN）、工业软件定义网络（SDN）等新技术研究和产业化成为国际产业界关注的新热点。“既有的工业以太网络对现有工业设备已绰绰有余，但若是要实现未来工业4.0，以云端服务器控管全球工业系统的愿景，则需倚靠TSN。”某工业企业人士表示。

TSN是Time Sensitive Networking（时间敏感性网络）的缩写，是一个IEEE的工作组的项目，其核心技术包括网络带宽预留、精确时钟同步与流量整形，保证了网络低时延、高可靠性的需求等。

作为底层的通用架构，TSN实现异构性网络的实时性数据交换，TSN通过一条以太网支持实时控制和同步，例如在运动应用和机器人之间，TSN可以同时支持其他在制造业应用中常见的数据通信。TSN使得更多企业可以在此架构上实现OT和IT的融合。使得过去人们对于IT与OT连接的各种障碍得以获得一个清晰而可行的解决之道，最终实现工业互联，在这个基础上，大数据应用、人工智能分析等才能被实现。

来自于《控制工程》的报告，时间敏感型网络的优势主要有两个，首先，它基于標准以太网。其次，时间敏感型网络在任何时候都可以设定速度运行，不会停滞不前。

这项技术必不可少， 因为随着更多的设备接入网络， 需要中央“枢纽”来指挥所有的列车并确保它们按时到达正变得越来越重要。

据了解，目前IEEE TSN工作组已完成了实施TSN所需的核心标准， 业界已开发出支持TSN技术的首批产品。

国家仪器日前推出的TSN先期技术平台，以便长期支持开发同步化与通信作业的全新标准技术。在思科和英特尔的协力合作之下，国家仪器协助客户打造分布式系统，针对分布式控制与量测循环，执行同步化I/O、程序代码与精确的通信作业，而这些作业都能在以太网络上完成。

TSN能够在标准以太网络上建立分布式、可同步化的Hard Real-Time系统。这些系统使用同样的架构执行Real-Time控制与传递所有标准信息科技（IT）数据，驱动着控制、量测、设定、人机接口（UI）与档案交换架构的整合。其网络整合、安全控制流量与高效能的特性，可能会彻底改变系统的设计与维护。