永远不可小觑,新的以太网协议可保持工业物联网的同步

时间是互联网的无名英雄。计时功能可以让数据库在世界的另一端同步，可以在数千英里以外进行股票交易，还可以让通话和数据在移动网络上畅通无阻。了解信息包何时发送，以及如何在接收到信息包时按正确的顺序重组，对我们的现代网络至关重要。

现在，随着制造商将更多信息技术引入到现有的工厂自动化系统，计时机制不得不充分利用互联网，并将其与工厂自动化网络的严密性和可靠性结合起来。实现这一目标的一种方法是利用一种名为时间敏感网络的新兴标准，该标准将对时间的共同理解嵌入到通过以太网连接的设备中。

为了获得高度精确的计时，传统做法是在每台设备上放置石英计时芯片，或者迫使每台机器回调到云端获取时间。但是对工厂来说，在每台机器上都安装石英钟成本太高，而回调到基于云的时钟也不安全。这就是工程师们转向以太网和时间敏感网络的原因。

如果以太网可以帮助机器在指定的时间内传递正确的信息，它就可以消灭目前使用的数十种昂贵的专有协议。不同的工业机器通常有它们自己的数据协议，如果能够用一个基于以太网的协议替换它们，那么就可以为工业技术协议领域带来更好的规模和分布优势。

传统工厂自动化的专有协议强调可靠性和速度。毕竟，如果一台机器出现问题，它就需要迅速关闭或发送警报，以避免出现代价高昂的错误或潜在的工作场所安全问题。实时真的至关重要。

然而，对于企业目前正试图引入工厂的信息技术网络而言，重点通常是诸如以太网等成本效益高的技术，它们会在没有任何特定质量保证的情况下，尽最大努力传递信息。与工厂自动化协议不同，这些网络的设计目的是在交换机上收集所有信息，然后再将其传递到网络上。因此，在软件更新交付时，网络可能会慢一点，在高度拥挤的网络中，可能根本无法传递数据。

但是工厂无法承受机器之间的缓冲或者数据包丢失，这就是为什么IEEE在以太网标准中增加了对时间敏感的网络协议。对时间敏感的网络有助于对不同类型的流量进行优先排序，因此机器流量可以优先于非必需的软件更新或文件同步。

我第一次看到这种技术的演示是2017年初在美国国家仪器公司的工业物联网实验室，自那以后，这种技术在许多制造领域取得了进展。2018年10月，德州仪器公司发布了一款用于工厂设备的嵌入式处理器，该处理器能够以每秒千兆比特的速度实现对时间敏感的网络传输。一个月后，试图为工厂自动化创建统一协议的OPC基金会表示，它将对时间敏感网络上的OPC UA协议中的数据移动进行标准化。

德州仪器公司的编目处理器首席技术专家佩卡•瓦里斯（Pekka Varis）表示，工厂可能很快就会用一条以太网电缆取代目前处理信息技术和操作技术的两种网络。

两年前，我可能会说这永远不会发生，但时间敏感网络的市场正在增长。我觉得以太网永远不可小觑。