3BSE020512R1

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：祖巧丽

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在“工业4.0”的转型浪潮之下，富有远见的制造商正忙于筹划和打造未来的智能工业企业。他们将信息技术（IT）域和操作技术（OT）域融为一体，构建新一代智能系统，从而促进生产、改善运营、增强客户支持，还可以分析工业物联网提供的实时数据。zui简单的物联网（IoT）概念就是通过嵌入式系统连接更广阔的世界。就更广泛的层面而言，它还涉及数据分析（通常在云中进行）、人机交互和安全性。挑战在于，制造商需要充分整合四项*的工业物联网技术：网络技术、处理技术、用户界面技术和安全性技术。恩智浦全新的QorIQ Layerscape LS1028A处理器可轻松应对上述挑战。

1、时间敏感型网络

只有通过调整连接IT域和OT域的网络，才能实现二者的融合。域的功能千差万别，其网络也截然不同。IT域包含将数据转换为有用信息的系统。对于制造商而言，它不但包含通用系统，如财务、电子邮件及客户关系管理系统，还包括制造业特需的管理规划和物流系统。这些系统都以计算机为基础，没有硬实时要求，因此IT网络可以采用“尽力而为”的普通以太网技术。

OT域则包含将物料转化为产品的系统，以及用于实施流程控制、工作流管理和流程监控的实时嵌入式系统。工厂可使用工业以太网技术，利用标准以太网提供实时响应，并使用旧式的工业通信协议执行操作。遗憾的是，许多工业以太网协议既不能彼此互用，也不能与标准以太网互用，因此限制了技术供应商的大规模发展，减缓了创新的步伐。工厂中的单台机器可能连接不同的工业以太网网络，每种网络运行特定的协议，具备不同的控制功能，如图1所示。制造商必须部署网关，在不同网络之间传输数据，或将数据传输至IT系统。

图1：现代设备框图（来源：AVNU）

由于传统的工业以太网协议具有以上互联互通的限制，所以不能很好地支持工业4.0。此外，以IT为导向的标准以太网也不能提供控制系统所需的实时性能。不过，IEEE在2004年成立了一支团队，负责制定消费类应用的音频/视频流传输标准，之后又拓展到了专业应用的标准制定。这支团队制定了一套音频/视频桥接（AVB）标准，内容涉及网络设备时间同步（借鉴IEEE 1588）、流量整形及准入控制。虽然不能*工业应用的需求，但这些标准为更精确的以太网流量管理提供了一个框架。

这支IEEE团队在认识到将AVB用于工业用途的潜在可能性之后，将其更名为时间敏感型网络（TSN），并且开始修订802标准系列，致力于满足工业和汽车应用需求，同时改善专业音视频应用的性能。新标准定义了时间敏感型流量整形和关键流量调度策略。为了便于调度，新标准增加了非关键性帧可抢占的调度策略，针对冗余网络路径的新标准提升了网络的可靠性。现在，工业企业可以只部署一种IEEE标准以太网网络，既能传输OT系统中对实时型要求较高的控制流量，又能传输IT系统中尽力而为的普通以太网流量。在工业物联网的关键网络技术已经确定的情况下，工业企业可以着重关注OT-IT融合和工业4.0带来的战略效益。图2显示的是部分新规范，这些规范属于TSN规范，具有工业应用案例。

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SIEMENS SIMATIC S7 24VDC DIGITAL OUTPUT MODULE 6ES7132-4BD01-0?AA0 WITH BASE
 
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SIEMENS TERMINAL MODULE 6ES7 193-4CA50-0AA0
 
SIEMENS 0.5-10s ON DELAY TIMING RELAY 3RP1511-1AQ30
 
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SIEMENS SIMATIC S5 I/O MODULE 6ES5 482-8MA13
 
SIEMENS SIMATIC S7 24-230VAC, 2A OUTPUT MODULE 6ES7 132-4HB00-0AB0
 
SIEMENS 4A SINGLE POLE CIRCUIT BREAKER 5SN1 G4A
 
SIEMENS SIMATIC S5 24VDC DIGITAL OUTPUT MODULE 6ES5451-7LA12
 
SIEMENS SIMATIC S5 0.5A 32xDC 24V DIGITAL OUTPUT MODULE 6ES5 451-7LA11
 
SIEMENS SIMATIC S7 INTERFACE MODULE 6ES7 153-2BA00-0XB0
 
SIEMENS 0.5-10S TIMING RELAY 3RP1511-1AP30
 
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SIEMENS 10A CIRCUIT BREAKER LOT OF 2 5SX21 B10
 
SIEMENS SIMATIC DP, ET200X, 24VDC BASIC MODULE 141-1BF12-0XB0

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SIEMENS 6ES7 194-1AA01-0XA0 CONNECTOR, NEW
 
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