Integratie TSN in PROFINET

TSN

Een veelbelovende nieuwe IEEE-technologie voor Ethernet, welke de bandbreedte van IT netwerken (informatie technologie) combineert met de latentie van OT netwerken (operationele technologie), is in de vorm van TSN (Time-sensitive Networking) wordt geintegreerd binnen PROFINET. TSN bestaat uit een gereedschapsset van gestandaardiseerde mechanismen, welke kunnen worden gebruikt in Ethernet gebaseerde netwerken.

In de werkgroep PI (PROFIBUS & PROFINET International) “Industry 4.0” zijn de eisen en doelstellingen voor het toekomstige gebruik van TSN in PROFINET nu uitgewerkt. Allereerst is de focus gelegd op het gemakkelijk hanteren voor PROFINET gebruikers. Zij zouden de nieuwe technologie gemakkelijk moeten kunnen gebruiken in hun apparaten en systemen. Functies als diagnose, parameterisatie, enz. dienen hetzelfde te zijn als in het huidige landschap. Daarnaast dient de configuratie van het netwerk  op de bekende manier uitgevoerd te worden. Op deze manier maakt PI een gemakkelijke overgang naar het nieuwe Ethernet-landschap mogelijk en garandeert het bij de gebruiker een brede acceptatie.

PI vertrouwt op standaard Ethernet-technologie, zodat het op een brede selectie van Ethernet-chips kan werken. Maar ook kan profiteren van de voordelen welke de IEEE-technologie biedt, zoals gigabit bandbreedten. Bovendien kunnen synchrone netwerken worden geïmplementeerd voor isochrone applicaties met TSN. Voorheen zouden netwerken afzonderlijk moeten worden opgebouwd en zouden er verschillende chips in één apparaat moeten worden toegepast. Dit alles zorgt er niet alleen voor dat PROFINET toekomstbestendig blijft, maar ook dat het eenvoudiger voor de gebruiker wordt.

Naast een architectuur welke gemakkelijk te integreren is en schaalbaar blijft, wil men in de toekomst een hoge mate van determinisme en robuustheid garanderen, dit in tegenstelling tot IP gebaseerd verkeer wat niet real-time functioneert.  De betrouwbaarheid neemt toe, aangezien TSN bandbreedte op het netwerk kan reserveren voor individuele taken, zodat het niet door het overige verkeer wordt verstoord. Dit is vooral belangrijk aangezien er vaak een verscheidenheid aan protocollen naast elkaar worden gebruikt binnen een industrie 4.0 netwerk.

Met de introductie van TSN, is ook de nodige engineering van een netwerk voor complexere systemen te vereenvoudigen, totdat ze plug-and-work netwerken worden welke tijdens de werking configureerbaar blijven, zonder dat er uitval is. Karsten Schneider, voorzitter van PI, geeft een korte samenvatting van de voordelen van de aanpak: “PI zal PROFINET uitbreiden met de mechanismen van TSN in laag 2, waarbij de applicatielaag op de hogere niveaus wordt behouden. Dit maakt het mogelijk om de applicaties eenvoudig te migreren en te profiteren van de voordelen van een open, wereldwijd gestandaardiseerde IT-technologie. “