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Integração de rede sensível ao tempo (TSN) no PROFINET

Arquitetura PROFINET com TSN

Uma nova e promissora tecnologia IEEE para Ethernet que combina a largura de banda de redes de TI (tecnologia da informação) com a latência das redes de OT (tecnologia operacional) está sendo lançada sob a forma de TSN (Networking Time-sensitive).

O TSN consiste em um kit de ferramentas de mecanismos padronizados que podem ser usados ​​em redes baseadas em Ethernet. No grupo de trabalho PI (PROFIBUS & PROFINET International) “Indústria 4.0”, os requisitos e metas para o uso futuro do TSN no PROFINET foram agora elaborados.

O foco do trabalho é, antes de mais, um fácil tratamento para os usuários do PROFINET. Eles devem ser capazes de usar a nova tecnologia facilmente em seus dispositivos ou sistemas, enquanto ainda estão aproveitando o conhecimento existente. Além disso, serviços como diagnóstico, parametrização, etc. devem ser idênticos aos da paisagem atual. A engenharia, ou seja, a configuração da rede, também deve ser realizada de forma familiar. Desta forma, o PI permite uma transição fácil para a nova paisagem Ethernet e garante uma ampla aceitação entre os usuários.

Além disso, a PI se baseia na tecnologia Ethernet padrão para que ela possa se basear em uma ampla seleção de chips Ethernet para a implementação da interface PROFINET em dispositivos e também se beneficiar dos desenvolvimentos futuros da tecnologia IEEE, como a largura de banda Gigabit. Além disso, as redes síncronas podem ser implementadas para aplicações isócronas com TSN. Anteriormente, as redes deveriam ser configuradas separadamente e integradas em chips dedicados nos dispositivos. Esta é a única maneira de garantir que não só o PROFINET permanece à prova de futuro para os usuários, mas também que configurações mais simples serão possíveis.

Além de uma arquitetura de pilha que é fácil de integrar e dimensionar, um outro objetivo crucial para o uso da tecnologia é um alto grau de determinismo e robustez ao tráfego baseado em IP que não é capaz em tempo real. A confiabilidade aumenta, uma vez que a TSN permite que a largura de banda seja reservada na rede para tarefas individuais, de modo que elas não sejam interrompidas por outros tipos de tráfego. Isto é especialmente importante, uma vez que uma variedade de protocolos serão usados ​​lado a lado no futuro nas redes 4.0 da indústria. Desta forma, PI incorpora comunicação paralela via OPC UA entre estações no nível do sistema ou de dispositivos no nível de campo para a nuvem desde o início.

No entanto, com a introdução do TSN, também é necessário simplificar a engenharia da rede para sistemas mais complexos, até que se tornem redes capazes de fazer plug-and-work que permitam a reconfiguração durante a operação em andamento. Além disso, os mecanismos TSN que se apresentam ao lado do procedimento de protocolo em tempo real oferecem as opções que a PI está buscando consistentemente.

Karsten Schneider, presidente da PI, resume os benefícios desta abordagem, assim: "O PI expandirá o PROFINET com os mecanismos do TSN na camada 2, mantendo a camada de aplicação nos níveis mais altos. Isso possibilita migrar os aplicativos para a nova tecnologia de forma simples e incremental e aproveitar as vantagens de uma tecnologia de TI aberta, globalmente padronizada ".

Informador de Indústria de Processos

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