Ímyndaðu þér vélfærahandlegg sem beygir sig og snýst, með hverjum ás með mjög nákvæmum mótor drifum, skynjara eða vélarsýn, eins og að spila sinfóníu af hreyfingu. En án „leiðara“ til að segja hverjum þætti kerfisins hvenær og hvernig eigi að framkvæma aðgerðir sínar, gæti handleggurinn gert harða árekstra og málmskrapa.
Í fyrri greinum í rauntíma stjórnunarröðinni skoðuðum við tækin í rauntíma (RTC) sem notuð voru til að skynja, akstur og vinnslu. Til að koma þeim öllum saman þarf „skipun“: rauntíma samskipti. Í þessari grein munum við nota iðnað 4. 0 byggt á rauntíma samskiptum og stjórn sem upphafspunkt fyrir umræðu okkar.
Þættir sem knýja þróun stórra gagna í sjálfvirkni
Verksmiðjuaðgerðir án afskipta manna hafa orðið vinsælar vegna faraldursins. Söfnun og rétt dreifing Big Data (skilgreind af Oxford Dictionary sem mjög stórum gagnasöfnum sem hægt er að greina reiknilega til að sýna fram á mynstur, þróun og fylgni, sérstaklega í tengslum við hegðun manna og milliverkanir) getur stutt stafræna tvíbura, mælingu, hleðslu á þjónustu og fyrirsjáanlegu viðhaldi. Til dæmis, með því að hafa tiltæk Big Data gerir kleift að fylgjast með afköstum vélfærafræði og rekstrarskilyrða kerfisins, svo og gagnahraða, hitastig, rakastig, titring o.s.frv., Sem leiðir til þróunar líkana sem geta spáð fyrir um árangur í framtíðinni og rekstrarskilyrðum út frá AI sem lærir að nota stór gögn (stafrænar tvíburar). Til að nýta þessa ávinning til fulls er nauðsynlegt að sameina upplýsingatækni (IT) og rekstrartækni (OT) til að geta stutt Internet Protocol (IP) sem og RTC kerfisbrúnina. Rökrétt er þetta kallað það og samleitni.
Í Ethernet styður net- og flutningalög Open Systems Interconnection (OSI) líkansins STYRKA STYRKARSTJÓRN/Internet Protocol (TCP/IP), svo Ethernet er í eðli sínu fær um að styðja IPv4 (og IPv6). Til viðbótar við þetta er hæfileikinn til að flytja nauðsynlegt magn upplýsinga sem ákvarðað er ástæðan fyrir því að iðnaðar Ethernet er að verða verulegur samskiptastaðall á samsniðnum sviðum sjálfvirkni iðnaðar. Hefðbundin reitar eru enn notuð til að eiga samskipti við Edge tæki vegna þess að núverandi innviðir nota venjulega tveggja víra samskiptareglur og styðja ekki innfæddan TCP/IP. Mynd 1 sýnir núverandi samskiptaaðferðir í sjálfvirkni iðnaðar.
Núverandi samskiptaaðferðir í sjálfvirkni iðnaðar
Hvernig iðnaðarsamskipti eru hrint í framkvæmd er byrjað að breytast. Ethernet (SPE) með einum para (SPE) viðheldur núverandi tveggja víra kerfisarkitektúr en styður hraðari hraða og marga kosti iðnaðar Ethernet. Advanced Field Diagnostics styður bæði dreifða og miðstýrt eftirlit og rekstur. Og auðvitað getur SPE endurnýtt núverandi tveggja víra innviði sem byggð eru úr mörgum núverandi sviðum, einföldun samleitni-ekinna uppfærslu og lágmarka kostnað.
Dýpri skilningur á Ethernet
Þó að Ethernet sé opinn og alls staðar nálægur í forritum fyrirtækja er það ekki tiltækt fyrir rauntíma forrit vegna þess að sending IT Ethernet ramma er „best áreynsla“ og stjórnlaus; Í öllum tilvikum eru villur pirrandi. Í rauntíma OT geta villur haft alvarlegar afleiðingar og jafnvel verið hættulegar og RTC-kerfi þurfa áreiðanleg samskipti sem „leiðari“ kerfisins til að tryggja að kerfið starfi eins og til er ætlast og forðast þannig vörubilun eða skemmdir á kerfinu eða meiðslum á starfsfólki. Vegna þess að það er Ethernet venjulega notað í fyrirtækjum eða neytendaumhverfi eru fáar umhverfisáskoranir. Aftur á móti eru RTC kerfi oft í hörðu umhverfi.
Þörfin fyrir styrkleika, ákvörðunarhegðun (td áreiðanleiki yfir breitt hitastig, í hávaðasömu og óhreinu umhverfi), og hærra gagnahraði hefur knúið tilkomu iðnaðar Ethernet. Iðnaðar Ethernet er ákvarðandi og öflugur, sem veitir viðbótar bandbreidd og eðlislæg IP tengingu til að nota RTC kerfi að fullu.
Hérna er að skoða tímasetningareinkenni og hvernig þau eiga við Ethernet líkamlega lagið (PHY).
Mikilvægi tímasetningareinkenna
Það eru þrjú mikilvæg tímasetningareinkenni í RTC kerfi:
Leynd.Í þessu samhengi er mikilvægt að íhuga tafir eins og seinkun á útbreiðslu: tíminn frá því þegar gögn fara inn í kerfið, undirkerfi eða undirkerfishlutinn þar til það fer. Sem dæmi má nefna að TI's DP83826E 10Mbps/100Mbps Ethernet PHY hefur 208ns seinkun. Lægri leynd getur dregið úr hringrásartíma eða fjölgað hnútum í strætó.
Determinism.Það skiptir ekki máli hversu lágt leyndin er ef komutíminn er mjög breytilegur í hvert skipti sem gögn fara í gegnum kerfið. Þessi breytileiki í komutíma er þekktur sem determinism. Low Jitter þýðir góð determinism. Lágt ákvörðunarstefna þýðir að þú þarft að byggja minni framlegð í kerfið til að koma til móts við breyttan leynd. Mynd 2 sýnir leynd (208ns) og determinism (± 2ns) DP83826E. Rauntíma Ethernet samskiptareglur eins og etercat geta nýtt sér lægri, ákvarðandi leynd einkenni Ethernet Phys.
Seinkun og vissu þess
Samstilling. Það eru einnig kostir við að binda tímasetningu heilla kerfis eða nokkur heill kerfi saman. Til að hámarka skilvirkni og afköst en tryggja örugga notkun, geta mismunandi undirkerfi þurft að „vita“ nákvæmlega hvenær annað undirkerfi mun framkvæma aðgerð. Iðnaðar Ethernet samskiptareglur styðja allar einhvers konar samstillingu. Tímaviðkvæm net (TSN) er dæmi um samstillingu tíma fyrir RTC kerfin. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 1588V2, Precision Time Protocol (PTP), hjálpar til við að halda mörgum tækjum samstillt hvert við annað, og IEEE 802.1As, einnig þekkt sem almenn PTP (GPTP), auðveldar enn frekar samstillingu fyrir tímabundin forrit eins og RTC.
Niðurstaða
Árangursrík dreifing RTC og samskipta er hornsteinn iðnaðarins 4. 0. En meira en bara kleift að gera iðnaðinn 4. 0, með deterministic, samstilltum og litlum uppstillingu samskipta Phys og iðnaðar Ethernet samskiptareglur, geta öll hljóðfæri komið saman til að búa til fallega tónlist.