Search
Close this search box.
tsn-norme-temps-unifie-683x1024

TSN, uno standard temporale per la sincronizzazione delle reti IIoT

TSN, una rete unificata per applicazioni diversificate

TSN (per Time Sensitive Network) è un insieme di standard che consente la trasmissione deterministica di messaggi su reti Ethernet standard. Secondo la definizione dell’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), TSN comporta una forma di gestione del traffico di rete per garantire ritardi non negoziabili per le latenze di trasmissione end-to-end. Pertanto, tutti i dispositivi TSN devono sincronizzare i loro orologi tra loro e utilizzare un riferimento temporale comune per supportare le comunicazioni in tempo reale per le applicazioni di controllo industriale.

La TSN è stata presentata come una tecnologia in grado di aiutare le applicazioni dell’Industria 4.0 e dell’Industrial Internet of Things (IIoT) a raggiungere un’elevata efficienza produttiva e a ridurre i costi di manutenzione. Gli operatori del settore che hanno iniziato a utilizzare le tecnologie TSN hanno dimostrato al mondo che la TSN non è solo un’idea embrionale, ma una tecnologia concreta grazie a molteplici dimostrazioni virtuali nel corso del 2020. Tuttavia, prima di guardare al futuro, ci sono alcune cose da sapere per aiutarvi a fare gli investimenti giusti.

Quali sono i vantaggi dell’adozione di TSN?

I due obiettivi finali del TSN sono l’incorporazione senza soluzione di continuità di dati accurati e sensibili nei processi industriali e una visione dettagliata e olistica delle operazioni, in modo che i dirigenti aziendali possano rispondere rapidamente alle richieste del mercato in tempo reale. Utilizzando le tecnologie TSN, le aziende possono raggiungere questi due obiettivi principali e beneficiare dei seguenti vantaggi:

  • Il TSN facilita il collegamento in rete ad alta velocità, la trasmissione di grandi volumi di dati, il controllo del movimento molto preciso e la bassa latenza.
  • La tecnologia TSN consente di assegnare priorità al traffico di rete, garantendo una comunicazione in tempo reale e facendo sì che i dati critici vengano trasmessi nel posto giusto al momento giusto. In altre parole, l’obiettivo di un’applicazione convergente su una rete unificata sarà raggiunto nell’automazione industriale basata su Ethernet standard. Alla fine sarà possibile avere una rete unificata per un’ampia gamma di applicazioni. Non c’è più il rischio che i dati critici non arrivino a destinazione in tempo.
  • La TSN può migliorare la sicurezza della rete perché la trasmissione precisa dei dati può essere programmata per evitare l’afflusso di dati non autorizzati.

È importante una rete unificata?

Sì, la convergenza delle reti OT e IT in un’unica rete unificata è necessaria per facilitare la raccolta di dati accurati e coordinati in grado di fornire informazioni sui processi produttivi. Tuttavia, è estremamente difficile realizzare questa convergenza in presenza di lacune tra le due realtà, per non parlare dell’integrazione di isole di automazione proprietarie isolate in ambienti OT. Una rete unificata offre i seguenti vantaggi:

  • Un unico standard industriale utilizzato per la comunicazione.
  • È necessaria una formazione minima per comprendere i protocolli dei vari fornitori.
  • Riduzione dei costi di cablaggio e manutenzione

Quali sono le potenziali applicazioni della TSN?

Sebbene il TSN si sia evoluto dal “bridging” audio-video (AVB), il suo utilizzo non è limitato alle applicazioni audio o video. Sono le caratteristiche e i promettenti vantaggi del TSN a renderlo indispensabile per un’ampia gamma di applicazioni utilizzate in diversi settori, tra cui i semiconduttori, l’industria automobilistica, i macchinari, gli alimenti e le bevande, i prodotti chimici e la generazione di energia.

Tuttavia, ogni applicazione TSN ha i propri requisiti e attualmente esiste un divario significativo tra gli standard TSN esistenti e i sistemi TSN specifici per le applicazioni. Per scoprire come Moxa ha collaborato con Xilinx per far progredire lo sviluppo delle TSN per le applicazioni dell’Industria 4.0, è possibile leggere questo comunicato stampa.

È possibile che le mie applicazioni utilizzino le tecnologie TSN?

Potete valutare se la vostra organizzazione debba adottare la TSN leggendo le seguenti affermazioni.

Se siete d’accordo con più di tre affermazioni, allora TSN è la soluzione giusta per la vostra azienda.

  • L’integrazione di tecnologie di comunicazione standard o proprietarie è molto costosa.
  • È molto costoso eseguire il debug del sistema di rete esistente a causa di una struttura di rete isolata.
  • Il vostro sistema di rete è difficile da gestire e dovete sviluppare strumenti che richiedono tempo e sforzi supplementari.
  • Avete problemi di interoperabilità tra il sistema esistente e il sistema IT.
  • Avete bisogno di una maggiore larghezza di banda di rete perché volete sviluppare un sistema automatizzato.
  • Volete rafforzare la sicurezza della vostra rete.

La mia organizzazione è a posto con i processi di produzione e la configurazione di rete esistenti. Perché dovrei prendere in considerazione l’implementazione di TSN?

Per il momento, la vostra azienda può essere soddisfatta delle prestazioni di produzione. Tuttavia, a lungo termine, faticherete a tenere il passo con i vostri concorrenti che stanno adottando le tecnologie NST. Da un lato, potete ancora espandere la vostra produzione basandovi sull’infrastruttura esistente, ma questa espansione sarà messa a dura prova quando scoprirete, ad esempio, che lo standard PROFINET viene utilizzato per portare la comunicazione all’HMI. D’altra parte, il controllo del movimento richiede l’uso di EtherCAT e il controllo dei bracci robotici utilizza un altro protocollo, ad esempio CC-Link IE di Mitsubishi.

Mentre è relativamente facile utilizzare i blocchi di espansione ritenuti necessari, è molto difficile gestire tutti questi dispositivi di fornitori diversi che utilizzano tecnologie Industrial Ethernet diverse. Quando ogni cella è isolata, ci sono molti ostacoli alla semplice integrazione dei dati, per non parlare del perfezionamento dei processi e del miglioramento dell’efficienza produttiva.

A lungo andare, il risultato sarà quello di andare nella direzione opposta alla realizzazione di applicazioni Industry 4.0 e IIoT. Inoltre, la tecnologia TSN consente una soluzione plug-and-produce quando si aggiungono a una rete unificata altre applicazioni, come la visione artificiale e le telecamere di movimento.

In breve, è la convergenza tra le reti IT e IoT a consentire le applicazioni Industry 4.0 e IIoT. La TSN ottiene questo risultato collegando queste reti, creando vantaggi significativi in termini di connettività di rete e riducendo i costi di implementazione dei sistemi. Sebbene alcuni ritengano erroneamente che la tecnologia TSN non sia ancora stata sperimentata, essa è diventata molto di più di switch, PLC, servoazionamenti e I/O TSN e rappresenta un ecosistema che contribuisce a raggiungere gli obiettivi delle applicazioni IIoT e Industry 4.0.

*Fonte: Rapporto del Comitato federale per il mercato aperto

Se desiderate essere contattati, vi invitiamo a compilare il nostro modulo di contatto.

Articolo tradotto e adattato dal sito del partner Moxa “5 Things You Should Know That TSN Can Accomplish for the IIoT and Industry 4.0” e “What Is TSN?“.