边缘计算分立制造业生产复杂流程,工业生产设备众多,设备间互联难度大,设备之间有大量的控制流传输工作,对网络的实时性、灵活性、动态性、传输延时等要求很高,这决定了网络技术在工业网络中应用是很困难的。
虽然工控网络通信技术来源于计算机网络技术,但与一般的商业以太网不同。工业网络远程控制和生产自动化需要确定的时间延迟通常具有低延迟、低抖动等特点。
工控要求实时响应,例如,对要求较低的流程自动化应用、实时响应时间要求在100毫秒以上;对于工厂自动化应用中对实时响应时间的要求最少为5-10ms;对于高性能的同步运动控制应用,实时响应时间要求不超过100ms。工控信号具有严格的延时要求,如工控设备所需的某些关键参数,如果这些参数不能按时到达,就会严重影响生产。
边缘计算互联网整体架构。
利用边缘计算TSN技术(时间敏感网络)可以满足离散制造业数字化转型过程中对网络延迟的要求。边缘计算TSN并非一个网络通信协议,而是一个标准的网络处理能力。TSN为工业因特网提供了一整套清晰的框架和标准,能够实现异构网络的实时性数据交换。
TSN将打破传统工厂信息管理层IT网络与车间控制层OT网络的连通障碍,实现IT与OT的融合,并使TSN成本低、延时高、高带宽等特点为提高离散制造业的工业设备互联效率提供帮助。结合TSN技术和离散制造技术和边缘计算技术,可以实现各工业设备和边缘管理设备间的高质量互联互通,提高边缘计算辅助制造系统生产效率。