AII成員在行動(dòng)丨CC-Link IE TSN推進(jìn)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)
導(dǎo)讀
制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跨時(shí)代的進(jìn)步
CC-Link協(xié)會(huì)持續(xù)助力工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及
案例1：CC-Link IEF Basic助力新能源汽車行駛地更久更遠(yuǎn)
案例2：CC-Link IE TSN助力鋰電池行業(yè)技術(shù)的騰飛
CC-Link IE TSN推進(jìn)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)
制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跨時(shí)代的進(jìn)步
網(wǎng)絡(luò)體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)與新一代信息技術(shù)、全球制造業(yè)全方位深度融合集成所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)，而一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施涉及到以傳感技術(shù)和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云/邊緣計(jì)算、人工智能等IT技術(shù)形成的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)布局中來(lái)。所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是制造業(yè)發(fā)展的結(jié)果，而其發(fā)展也勢(shì)必引發(fā)制造產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的創(chuàng)新變革。在中國(guó)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也是制造智能化、信息化的重要手段，它將加速“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”轉(zhuǎn)型，并推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。
圖釋：（來(lái)自最新的前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)未來(lái)三年將14.4%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率穩(wěn)定增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2022年，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到9146.5億元）
TSN技術(shù)深度促進(jìn)各系統(tǒng)的互聯(lián)互通
在智能制造時(shí)代，IT與OT的融合實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)透明下的協(xié)同制造，但總線的復(fù)雜性、周期性與非周期性數(shù)據(jù)的傳輸以及實(shí)時(shí)性的差異等限制，成為了IT與OT融合的障礙。于是，在音/視頻領(lǐng)域長(zhǎng)期被使用的
TSN（TimeSensitiveNetwork，時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)被運(yùn)用到制造業(yè)領(lǐng)域，作為對(duì)于以太網(wǎng)技術(shù)的補(bǔ)充來(lái)滿足不同協(xié)議數(shù)據(jù)的互聯(lián)、大量數(shù)據(jù)（包括機(jī)器視覺(jué)、AR/VR運(yùn)動(dòng)控制、傳感器、音頻等）傳輸?shù)刃枨蟆Ｈ蚨嗉夜I(yè)網(wǎng)絡(luò)的組織機(jī)構(gòu)先后發(fā)布，或已經(jīng)或準(zhǔn)備推出基于TSN技術(shù)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，制造業(yè)在進(jìn)入4.0，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)也邁入了新的紀(jì)元。
CC-Link協(xié)會(huì)持續(xù)助力工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及
源于亞洲制造現(xiàn)場(chǎng)的CC-Link協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱CLPA）為了滿足不同制造現(xiàn)場(chǎng)的需求和特點(diǎn)，先后推出了不同特點(diǎn)的CC-Link網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，將連接對(duì)象延伸到工業(yè)全系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)人、物品、機(jī)器、車間、企業(yè)等全要素，為設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各環(huán)節(jié)的泛在深度互聯(lián)提供便捷、有效的技術(shù)支撐。
高穩(wěn)定通信性能的現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link：高速開(kāi)放式技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)處理控制和信息數(shù)據(jù)。CC-Link的通信速度高達(dá)10Mbps，并可連接最多64個(gè)站總延長(zhǎng)距離可達(dá)到1200M;
千兆帶寬可對(duì)應(yīng)大數(shù)據(jù)的工業(yè)以太網(wǎng)CC-Link IE：基于千兆以太網(wǎng)的可以從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到信息系統(tǒng)的一種垂直整合型以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，通信速度達(dá)到1Gbps,支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種冗余功能;
低成本可輕松聯(lián)網(wǎng)的CC-Link IE Basic： 用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)的通信非常容易應(yīng)用到小規(guī)模設(shè)備上，不需要高速控制和更便捷的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，為小規(guī)模用戶節(jié)省了設(shè)備投入成本和緩解了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建壓力提供便利；
新一代工業(yè)開(kāi)放式CC-Link IE TSN：CC-Link IE TSN傳承了CC-Link IE的優(yōu)點(diǎn)，并采用了以時(shí)間分割方式確保數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的TSN技術(shù)，使多種不同網(wǎng)絡(luò)并存在一個(gè)系統(tǒng)中成為了可能。而且，通過(guò)高效的協(xié)議實(shí)現(xiàn)了高速、高精度的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了31.25μs以下的高速通信性能，通信速度既支持1Gps，也支持100Mbps。
至此CC-Link協(xié)議家族產(chǎn)品已經(jīng)完全覆蓋了整個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)，從設(shè)備層的CC-Link到工廠級(jí)的CC-Link IE TSN,在構(gòu)建智能工廠時(shí)重點(diǎn)之一是從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)收集信息,通過(guò)邊緣計(jì)算處理后無(wú)縫傳輸至IT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上層IT系統(tǒng)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)FA系統(tǒng)的無(wú)縫連接，CC-Link協(xié)議家族產(chǎn)品可廣泛對(duì)應(yīng)在制造業(yè)的各種應(yīng)用，夯實(shí)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系。
典型案例
01
CC-Link IEF Basic助力新能源汽車換電更智能
換電服務(wù)是針對(duì)新能源汽車?yán)m(xù)航里程短問(wèn)題的解決方法，隨著新能源汽車的發(fā)展，充換電站的需求愈發(fā)旺盛。在國(guó)內(nèi)某家知名汽車品牌的新能源汽車換電站內(nèi)使用了三菱電機(jī)品牌PLC和天津森特奈品牌遠(yuǎn)程I/O等產(chǎn)品構(gòu)成的CC-Link IEF Basic通信控制系統(tǒng)，利用CC-Link IEF Basic協(xié)議基于標(biāo)準(zhǔn)100Mbps以太網(wǎng)組成的多個(gè)從站實(shí)現(xiàn)控制以及數(shù)據(jù)采集，整個(gè)過(guò)程中需要大量的位置檢測(cè)元件，如光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)等等，以及大量的繼電器、電磁閥等輸出元件，用于控制氣缸完成電池組上升下降等動(dòng)作對(duì)舊電池的拆卸、運(yùn)輸、入庫(kù)、充電以及新電池的取用、運(yùn)輸、安裝等過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制。采用此低成本的聯(lián)網(wǎng)方案不僅可以為客戶直接省掉30%的硬件成本。而且原先預(yù)計(jì)安裝需要2天時(shí)間，實(shí)際安裝僅用不到1天時(shí)間，此系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)未出現(xiàn)過(guò)閃斷、干擾等情況。因整體設(shè)備成本低，調(diào)試方便，受到用戶的高度認(rèn)可，為今后換電站大規(guī)模應(yīng)用起到示范效果。
現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)控制盤(pán)
02
CC-Link IE TSN助力鋰電池行業(yè)技術(shù)的騰飛
我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小到大，發(fā)展很快，在國(guó)家科技項(xiàng)目的重點(diǎn)支持下，中國(guó)鋰電池行業(yè)在動(dòng)力電池領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究已經(jīng)取得重大進(jìn)展，生產(chǎn)設(shè)備也在不斷推陳出新。
國(guó)內(nèi)某家知名鋰電池設(shè)備企業(yè)率先采用全球最新的基于TSN技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng)CC-Link IE TSN，成功開(kāi)發(fā)和制造出了最新一代的切疊一體機(jī)。該設(shè)備主要功能是對(duì)極片進(jìn)行切割，并且使用隔離膜隔斷正負(fù)極片來(lái)完成電芯的制作，對(duì)于精度和速度的要求都很高。而且為了提高工作效率，新設(shè)備的驅(qū)動(dòng)軸數(shù)從兩位數(shù)增加到了125，同時(shí)加載了視覺(jué)檢測(cè)、糾偏等系統(tǒng)，對(duì)使用的網(wǎng)絡(luò)性能有了更高的要求。最新的CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)不僅支持了設(shè)備軸數(shù)的擴(kuò)大，而且滿足了多軸高精度且快速同步的要求，新設(shè)備在性能方面超出了終端客戶對(duì)于生產(chǎn)節(jié)拍預(yù)期的10%，為鋰電池技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供了先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。
CC-Link協(xié)會(huì)推進(jìn)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)
目前中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展水平參差不齊，企業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化水平有待提升，除了汽車、液晶這些依靠進(jìn)口設(shè)備的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化程度較高外，其他大部分行業(yè)正處于工業(yè)2.0邁向工業(yè)3.0的階段。數(shù)字化以及智能化4.0工業(yè)環(huán)境中的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用普及迫在眉睫。作為非盈利性的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)宣傳組織CC-Link協(xié)會(huì)更是義不容辭，通過(guò)研發(fā)給用戶帶來(lái)使用便利和提高生產(chǎn)效益的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、和合作伙伴廠家推進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和普及、和志同道合的組織機(jī)構(gòu)制定相關(guān)技術(shù)資料等活動(dòng)，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。
首先，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)深入到車間、產(chǎn)線、設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物全面互聯(lián)的關(guān)鍵基礎(chǔ)和必要條件。隨著工業(yè)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型步伐的加快，企業(yè)內(nèi)網(wǎng)在傳輸帶寬、兼容能力、部署容易度、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、可靠性、安全性等方面存在明顯不足，需要加快演進(jìn)升級(jí)和更新?lián)Q代。5G的低時(shí)延應(yīng)用場(chǎng)景可以提供最低1ms時(shí)延的高可靠連接，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TSN）支持千兆及以上接口，能夠滿足工業(yè)大帶寬需求。制造現(xiàn)場(chǎng)的使用讓走在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)前沿的CC-Link IE TSN證實(shí)了TSN技術(shù)能夠切實(shí)提高運(yùn)動(dòng)控制性、實(shí)現(xiàn)OT與IT融合，并保障控制信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在未來(lái)CC-Link協(xié)會(huì)還將從實(shí)際出發(fā)深入探討、研究CC-Link IE TSN+5G的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)布局給企業(yè)以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的推動(dòng)作用。
其次，從CC-Link IE TSN發(fā)布一年以來(lái)全球已經(jīng)有100多家自動(dòng)化、IE行業(yè)企業(yè)加入了陣營(yíng)。在中國(guó)也有越來(lái)越多的廠家對(duì)其感到興趣，全球第一個(gè)B CLASS的評(píng)估版就是由中國(guó)的會(huì)員公司開(kāi)發(fā)完成。CC-Link協(xié)會(huì)立志通過(guò)這個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)建立起推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)圈。
圖為部分計(jì)劃加入開(kāi)發(fā)CC-Link IE TSN兼容產(chǎn)品的合作企業(yè)
最后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)還需要中國(guó)政府政策的支持，更需要專業(yè)的組織機(jī)構(gòu)的共同合作和努力。中國(guó)信息通信研究院（CAICT）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所（ITEI）等在推廣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展道路上具有影響力和指導(dǎo)性的機(jī)構(gòu)組織，也是CC-Link協(xié)會(huì)的重要合作伙伴。我們正通過(guò)技術(shù)交流、參與TSN通信測(cè)試、展示通信方案、構(gòu)建智能制造示范產(chǎn)線、制作網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)等一系列深入的合作，共同努力加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的落地和推廣。
CC-Link協(xié)會(huì)簡(jiǎn)稱CLPA，是來(lái)自日本及亞洲的首個(gè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)CC-Link協(xié)議家族。CLPA以“將源于亞洲的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)推廣成全世界范圍的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)”為己責(zé)，與2000年成立以來(lái)，在全球建立11個(gè)支部辦事處，6家測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，截至2020年2月已有會(huì)員企業(yè)3778家，兼容產(chǎn)品2083款。為全球用戶構(gòu)建穩(wěn)定、安全、高效的FA網(wǎng)絡(luò)而不懈努力。
聯(lián)絡(luò)方式
中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)集成自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)委員會(huì)控制與通信網(wǎng)絡(luò)CC-Link工作組
市內(nèi)聯(lián)絡(luò)處：上海市虹橋路1386號(hào)三菱電機(jī)自動(dòng)化中心19樓
同濟(jì)大學(xué)聯(lián)絡(luò)處：上海同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)電信學(xué)院大樓
TEL ：021-64940523
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