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Integración de redes sensibles al tiempo (TSN) en PROFINET

Arquitectura PROFINET con TSN

Una prometedora nueva tecnología IEEE para Ethernet que combina el ancho de banda de las redes de TI (tecnología de la información) con la latencia de las redes de OT (tecnología operacional) está a la vista en forma de redes TSN (Time-sensitive Networking).

TSN consiste en un conjunto de herramientas de mecanismos estandarizados que se pueden usar en redes basadas en Ethernet. En el grupo de trabajo PI (PROFIBUS & PROFINET International) "Industry 4.0", ahora se han elaborado los requisitos y objetivos para el uso futuro de TSN en PROFINET.

El objetivo principal del trabajo es, ante todo, la facilidad de manejo para los usuarios de PROFINET. Deben poder utilizar la nueva tecnología fácilmente en sus dispositivos o sistemas mientras se aprovechan de los conocimientos existentes. Además, los servicios como el diagnóstico, la parametrización, etc. deberían ser idénticos a los del paisaje actual. La ingeniería, es decir, la configuración de la red, también debe realizarse de forma familiar. De esta forma, PI permite una transición fácil al nuevo entorno Ethernet y garantiza una amplia aceptación entre los usuarios.

Además, PI confía en la tecnología Ethernet estándar para que pueda recurrir a una amplia selección de chips Ethernet para la implementación de la interfaz PROFINET en dispositivos y también beneficiarse de los desarrollos posteriores de la tecnología IEEE, como los anchos de banda gigabit. Además, las redes síncronas pueden implementarse para aplicaciones isócronas con TSN. Anteriormente, las redes tenían que configurarse por separado e integrarse en chips dedicados en los dispositivos. Esta es la única forma de garantizar que PROFINET no solo se mantendrá a prueba de futuro para los usuarios, sino que también será posible realizar configuraciones más simples.

Además de una arquitectura de pila que es fácil de integrar y escalar, otro objetivo crucial para el uso de la tecnología es un alto grado de determinismo y robustez para el tráfico basado en IP que no es capaz de funcionar en tiempo real. La confiabilidad aumenta, ya que TSN permite que el ancho de banda se reserve en la red para tareas individuales para que no se vean interrumpidas por otro tráfico. Esto es especialmente importante, ya que una variedad de protocolos se usarán uno al lado del otro en las redes Industry 4.0. De esta forma, PI incorpora comunicación paralela a través de OPC UA entre las estaciones en el nivel del sistema o desde los dispositivos en el nivel de campo hasta la nube desde el inicio.

Sin embargo, con la introducción de TSN, también es necesario simplificar la ingeniería de la red para sistemas más complejos, hasta que se conviertan en redes aptas para el trabajo que permitan la reconfiguración durante la operación en curso. Además, los mecanismos de TSN que surgen junto con el procedimiento de protocolo en tiempo real ofrecen las opciones que PI persigue consistentemente.

Karsten Schneider, presidente de PI, resume así los beneficios de este enfoque: "PI expandirá PROFINET con los mecanismos de TSN en la capa 2, conservando la capa de aplicación en los niveles superiores. Esto hace posible migrar las aplicaciones a la nueva tecnología de forma simple e incremental y aprovechar las ventajas de una tecnología de TI abierta y estandarizada a nivel mundial ".

Informador de la industria de procesos

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