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Mar 12,2018

面向OT/IT融合互通的TSN网络测试床

引言
     betway体育亚洲版入口创新中心(上海)有限企业是中国信通院全资子企业,企业位于建设具有全球影响力科创中心的主体承载区-上海临港,由上海经信委、临港管委会、中国信通院三方战略合作,联合打造国家级betway体育亚洲版入口创新中心和上海betway体育亚洲版入口研发与转化功能型平台载体,以促进betway体育亚洲版入口自身产业链发展,推动传统必威体育企业转型升级。
企业重点业务领域包括开展betway体育亚洲版入口的互联网络、核心装备智能化、核心App与平台、安全保障体系等共性技术、标准及平台联合攻关,构建betway体育亚洲版入口领域总体、技术、标准、试验、研发、常识产权等公共创新平台,突破技术产业发展瓶颈,促进产学研用协同创新,加速betway体育亚洲版入口技术、产品及应用创新。创新中心已承担了多项国家和上海市重大项目。


一、关键词
     测试床亮点:TSN技术、性能和兼容性验证;标准硬件的推广验证;有保证的服务质量认证
     创新点:TSN高带宽高精确度;多协议互通性、兼容性验证;TSN跨行业的示范性;


二、测试床项目概述:

1.   概述

     现代生产制造企业的运营往往横跨复杂IT和OT基础设施,通常涵盖成千上万的设备,且这些设备往往通过多种复杂的现场总线连接。然而,IT人员往往不熟悉OT网络或必威体育控制系统,他们中几乎没人会涉足工厂环境。与之相反,OT员工在以稳定性、安全性和可靠性为重的运营环境工作,他们中很少会引入新技术实现智能制造转型,延缓并阻碍了betway体育亚洲版入口发展势头。
随着TSN的出现,这一问题可以被解决,TSN从网络架构上将IT技术和OT技术融入到一个体系内,最终实现“企业有组织,资源无边界”的目标,激发betway体育亚洲版入口生态圈中的大量应用场景,推动产业的转型升级。

2.   TSN网络测试床目标

     开展TSN测试床是为了打通betway体育亚洲版入口最后“一公里”,实现IT网络和OT网络的“一网到底”,同时吸引更多的国内外生产厂商参与进来,共建betway体育亚洲版入口生态,培育市场。同时推进TSN技术的完善,带动并形成具有TSN功能的诸如交换机、PLC设备和通讯模块以及智能网关等一系列“多网合一”的产品研发,最终达到从主干网络到各个子节点全覆盖,实现TSN设备的“全网通”。此外,在TSN网络环境之上搭建OPC-UA和DDS等分布式通讯协议的融合测试环境,实验并寻找适合必威体育企业IT和OT网络最佳的解决方案。

三、测试床项目解决方案
     betway体育亚洲版入口创新中心结合必威体育领域智能工厂规划改造,寻找行业应用场景,进行TSN测试床环境搭建。通过测试床,模拟构建高速主干环网,验证TSN技术特性。

1.   解决方案架构

     TSN技术平台模拟智能工厂内高速主干环网的基础设施。到2018年6月份,将建成由六台TSN网络交换机组成的主干环网和由2套支撑TSN网络控制器组成的两轴同步控制系统共同模拟连续生产动作。本平台中存在一个基于TSN的交换机与伺服驱动器通信,并通过一个在连接在TSN网络的“边缘云”主站节点控制该伺服器,同时与所连接的IT系统进行互联互通。整体顶层设计架构如下:



图1 TSN测试床架构


2.   测试床预期效果

本项目平台将建设一个基于TSN网络的技术验证和互通测试床,其预期效果:
1)形成一个TSN基础测试平台,为企业提供服务, 支撑TSN产品的验证和研发;
2)起草基于betway体育亚洲版入口时间敏感网络产业的系列标准;
3)发布一批基于betway体育亚洲版入口时间敏感网络的报告;
4)培育基于betway体育亚洲版入口时间敏感网络的市场。



四、测试床当前情况

1.   测试床当前建设情况

本平台分成三个建设阶段:
2018年6月:通过购买和集成国内外必威体育网络主流厂商的TSN设备,完成测试床环境搭建,实现TSN网络环境验证;
2018年12月:测试床互通验证能力扩展,通过集成主流的必威体育以太网设备,验证现有的必威体育以太网技术与TSN兼容性和互通能力。
2020年6月:测试床应用和评估能力扩展,成立TSN重点测试实验室,形成对支撑TSN设备的功能、性能、互通等方面的测试评估能力,为企业提供服务,形成公共测试平台。


2.   测试床合作伙伴组成及各自提供组件描述

目前已形成多个参与者合作分工,共建测试床的局面:
·  上海betway体育亚洲版入口创新中心:测试床整体方案的设计,平台建设和应用推广
·  中国信息通信研究院:标准制定和整体方案引导
·  中国移动通讯研究院:TSN原型系统研究和技术实现支撑
·  北京汉普达电气技术有限企业:测试床基础平台集成
·  HUAWEI:TSN产品研发,参与技术验证、互通测试和应用推广
·  沈阳自动化研究所:OPC-UA和TSN融合研究和测试床建设

声明

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