Il protocollo TSN per abilitare la convergenza IT/OT

Il protocollo TSN (Time-Sensitive Networking) è una tecnologia innovativa che può aiutare le aziende a implementare applicazioni Industria 4.0, migliorando significativamente gli standard attuali di Industrial Ethernet. Grazie ad aggiunte significative a questi standard, TSN supporta il determinismo e la convergenza di rete, due elementi essenziali per le aziende connesse del futuro.

John Browett, AD di Clpa Europe, ci parla di TSN, delle sue peculiarità e dei vantaggi che è in grado di offrire a qualsiasi azienda.

Il mercato dell’automazione è una simbiosi tra gli utenti finali, che specificano i progetti, e i costruttori di macchine, i quali, a loro volta, cercano fornitori in grado di mettere a disposizione prodotti e soluzioni che soddisfino tali specifiche. TSN è nella posizione perfetta per offrire vantaggi a tutti i giocatori sul campo.

Partiamo dall’inizio: cos’è il TSN?

Il TSN è una tecnologia che risiede al livello 2 - Data Link - del modello OSI, per espandere le capacità delle attuali reti Ethernet. Più precisamente, questa innovazione viene descritta dal set di sub-standard Ethernet IEEE 802.1, e mira a garantire il determinismo e la convergenza tra più flussi di traffico dati su un’unica rete. Due sub-standard TSN particolarmente importanti che garantiscono tali funzionalità sono IEEE 802.1 AS e IEEE 802.1 Qbv.

Il primo assicura che tutti i dispositivi su una rete siano sincronizzati, creando le basi per il determinismo. Una volta stabilita la base temporale da condividere all’interno di una rete, la specifica IEEE 802.1 Qbv definisce i TAS (Time Aware Shaper). Essi definiscono “slot” temporali specifici che vengono allocati ai diversi tipi di traffico di rete, a ciascuno dei quali viene quindi assegnata una priorità specifica in funzione delle informazioni che trasportano.

Questo significa che la rete può essere utilizzata da diversi tipi di traffico dati in modo predefinito, a ulteriore supporto di comunicazioni deterministiche. In definitiva, questo metodo abilita la convergenza tra diversi tipi di traffico e quindi consente di combinare l’OT (il livello produttivo) con l’IT (livello informatico).

Ma cosa significa questo per gli utenti finali, i costruttori di macchine e i vendor di servizi di automazione?

Semplificazione delle architetture di rete e della progettazione delle macchine

Le capacità di cui abbiano parlato consentono agli utenti finali di ridurre il numero di reti richieste per le loro attività, poiché possono riunire diversi tipi di traffico dati garantendo nel contempo il determinismo.

Questa capacità a sua volta consente ai costruttori di macchine di condividere la riduzione dei costi lungo l’intera filiera, poiché si semplificano le necessità in termini di apparecchiature e lavori di ingegnerizzazione mirati a sviluppare, configurare e installare i sistemi di rete. Diminuiscono inoltre le tempistiche per l’avviamento di progetti di automazione completi in fabbrica.

Maggiore trasparenza dei processi e migliore gestione

La convergenza supportata dal protocollo TSN rafforza il trasferimento dei dati in tutta l'azienda e offre agli utenti finali una maggiore trasparenza sui processi. Di fatto, la trasparenza consiste nella capacità di estrarre più dati dai processi industriali e di analizzarli per raccogliere informazioni significative che favoriscano una migliore comprensione dei processi di produzione. Questi approfondimenti possono poi essere sfruttati per ottimizzare le prestazioni, la produttività, l’efficienza e la qualità dei prodotti finali.

Maggiore produttività

La possibilità di creare singole reti in grado di trasferire tutti i tipi di traffico facilita la ricerca di guasti e l’identificazione di potenziali problemi. Questo consente di ridurre i tempi di fermo dovuti alle attività di manutenzione o riparazione, aumentando di conseguenza i tempi di operatività. In definitiva, ciò significa aumentare la produttività dell’intero sistema di produzione dell'utente finale.

Migliore integrazione dei sistemi OT e IT

Grazie alla convergenza di vari tipi di dati, il protocollo TSN rappresenta la chiave per l’unione tra il livello OT e quello IT. Questa convergenza è il cuore della produzione “smart” basata sui dati, poiché favorisce l'innovazione e la collaborazione condividendo e utilizzando informazioni traducibili in azioni nell’intera l'azienda. Incorporare le funzionalità TSN nei propri prodotti consente quindi ai fornitori di offrire soluzioni che garantiscano maggiore interoperabilità e la capacità di rendere visibili i dati dei dispositivi in tutta l'azienda, attraverso la connettività cloud.

CC-Link IE TSN

Le aziende interessate ad avvalersi del TSN per ottimizzare i propri impianti, macchinari o la propria offerta di prodotti di automazione possono contare su CC-Link IE TSN. Si tratta della prima rete Industrial Ethernet aperta a combinare la larghezza di banda Gigabit con le funzionalità TSN per offrire una soluzione che può soddisfare le esigenze delle applicazioni sia attuali che future.

I vendor di dispositivi possono sviluppare prodotti innovativi compatibili e contribuire a dare forma al futuro dell’automazione supportando questa nuova tecnologia. Questo è estremamente semplice, grazie all’ampio e flessibile ecosistema di opzioni di sviluppo disponibili per i fornitori che desiderano offrire prodotti certificati CC-Link IE TSN.

Inoltre, fornitori leader del settore dell’automazione, come Mitsubishi Electric, hanno già messo a disposizione degli utenti finali di tutto il mondo prodotti e soluzioni compatibili.

Per saperne di più sui vantaggi che il protocollo TSN e CC-Link IE TSN possono offrire alla tua attività, scarica qui il white paper ‘Time-Sensitive Networking (TSN) 

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