谈谈现场总线痛点，多种协议的并存与竞争给产业升级所造成的困扰

提到当今工业以太网技术的发展现状，有一个问题是我们怎么也绕不开的，就是多种协议的并存与竞争给产业升级所造成的困扰。尽管过去几年，许多自动化厂商（如：B&R、Rexroth...）与第三方组织（如：IEEE、IIC...等），都一直试图通过制定统一的协议标准（如：TSN），积极推动不同品牌系统之间相互合作，以帮助制造企业实现跨协议网络之间的数据交互、信息整合和运行互操作，但总的来说，这些动作貌似都有点雷声大雨点小的调调。

不过，最近我开始感觉到，现场总线的融合应该是快要进入一个实质性的发展阶段了。

为什么这么说呢？我们先来看下上个月圈内的几则“重磅”消息。

首先是 OPC 基金会组织发表了一则声明，称其正在着手将 OPC UA 结合 TSN 技术，向下扩展到现场层级。具体来说，将会有一个工作组专门负责确认和管理有关自动化产品的 OPC UA 标准化方面的事宜。

其次是在 OPC 基金会的这个声明发表以后不久，不少自动化相关厂商都纷纷对 OPC 基金会这个行动和该工作小组表示支持，包括：ABB，BECKHOFF，Bosch-Rexroth，B&R，Cisco，Hilscher，Hirschmann，Huawei，Intel，Kalycito，KUKA，Mitsubishi Electric，Molex，Omron，Phoenix Contact，Pilz，Rockwell Automation，Schneider Electric，Siemens，TTTech，Wago，Yokogawa...等等。

有些厂家（如：B&R、Mitsubishi...）还直接爆料称其会在 2019 年推出集成 TSN 技术的产品。

还有就是，CC-Link 合作组织（CLPA）发布了一个整合了 TSN 技术的千兆以太网协议：CC-Link IE TSN。

有没有注意到，不管是自动化厂商还是相关的第三方协议组织，大家的动作都是直接和 OT 层面的具体产品相关的，而不再是像我们之前看到的基于测试平台的概念展示和论证。

比如：在 OPC 基金会的声明中明确表示，其工作组的重点将会专注在工业自动化领域，尤其是现场设备层面的数据模型，目标直指协议的应用层，具体任务包括：

• 应用模型（Application Profile）的统一和标准化，如：输入/输出（I/O）、运动控制、安全、系统冗余...等等；
• 现场设备（元件）离线（如：设备描述）和在线（如：诊断）状态下的 OPC UA 信息模型的标准化；
• 与 TSN 以太网实时操作相关的 OPC UA 应用模型的规划；
• 认证程序的定义

而随着各相关产品厂商就上述各项事宜逐步达成共识并形成一套统一的标准，制造系统在应对 IT 与 OT 的设备之间的数据交互以及 OT 层面多台设备之间的互操作时，就将会在体系架构上有一个可靠的产品基础。

事实上，我们可以看到，一些自动化厂商在对 OPC 基金会上述行动发声表示支持的同时，就已经提出了自家在相关产品上的具体规划。例如：B&R 就已经在其官网上表示其首款 OPC UA / TSN 产品将是一款总线控制器产品，并且已经进入了发布倒计时阶段。

另外，CC-Link IE TSN 协议的发布，或许在某种程度上暗示着 TSN 的协议标准已经基本制定完成了。而如果真的是这样的化，那么就说明工业总线之间跨协议系统的互操作，在物理层的传输通路已经打通了，只是在应用层还存在差异。

同时我们注意到，CLPA 在SPS 纽伦堡展上表示，其首批 CC-Link IE TSN 产品也将于 2019 年早些时候发布，并且很可能会先应用于汽车或半导体行业。这表明，用于支撑 TSN 标准的产品制造体系也已经基本就位了，目测市面上不久就会出现支持 TSN 协议标准的产品组件了，如：芯片、板卡和交换机...等等。

总的来说，关于 OT 层面现场总线的整合，我觉得未来一段时间，大概有这么几个方面的动向或许是值得我们关注的：

• 基于 OPC UA / TSN 技术，各类支持跨协议系统互操作的产品的发布，比如：控制器、传感器、变频器...等等；
• 各协议组织将对现有工业以太网协议进行的更新；
• 更多产品厂商加入 OPC UA / TSN 的阵营；
• 各类 OT 设备层元件统一的 OPC UA 信息模型标准的完成发布；
• ...

最后，还有一点需要提醒大家，即使进入所谓的实质性发展阶段，考虑到制造系统本身的体量与复杂性，其中所涉及到的产品组合与应用场景的多样性，现场总线的升级融合也必然还会是一个漫长的演进过程。