ертөнцөд тавтай морилно уу аж үйлдвэрийн сүлжээ, Нарийвчлал, үр ашигтай байдал дээд цэгцдэг! Энэхүү хурдацтай хөгжиж буй орчинд миллисекунд бүр чухал бөгөөд сүлжээний синхрончлолыг зайлшгүй хийх ёстой. Та өгөгдөл их шаарддаг программуудтай ажиллаж байгаа эсвэл нарийн төвөгтэй автоматжуулалтын системийг удирдаж байгаа эсэхээс үл хамааран төгс цагийг баталгаажуулах нь тасралтгүй ажиллахад маш чухал юм.
Гэхдээ айх хэрэггүй, хөдөлмөрч уншигчид аа! Бид танд нууцыг тайлахыг санал болгож байна сүлжээний синхрончлол. Өнөөдөр бид NTP, PTP, TSN, EtherCAT гэсэн дөрвөн алдартай синхрончлолын аргын харьцуулсан дүн шинжилгээ хийх болно. Тиймээс дижитал хатуу малгайгаа аваад эдгээр технологи нь үйлдвэрлэлийн сүлжээг хэрхэн төгс зохицолтой байлгаж байгааг харцгаая!
Сүлжээний синхрончлол гэж юу вэ?
Аж үйлдвэрийн сүлжээний ертөнцөд синхрончлол гэдэг нь сүлжээн дэх янз бүрийн төхөөрөмж, системийг төгс зохицолтой ажиллуулах үйл явцыг хэлнэ. Симфони найрал хөгжмийг нарийн төвөгтэй хөгжим тоглож байгаагаар төсөөлөөд үз дээ – хөгжимчин бүр удирдаачийн зааврыг дагаж, зэмсгээ яг тааруулан тоглох ёстой. Үүний нэгэн адил сүлжээний синхрончлол нь аж үйлдвэрийн сүлжээн дэх бүх төхөөрөмжүүд ижил цагийн хуваарийн дагуу ажиллаж, харилцаа холбоо, зохицуулалтыг тасралтгүй явуулах боломжийг олгодог.
Үндсэндээ сүлжээний синхрончлол нь цаг хугацааны нарийвчлалтай холбоотой юм. Энэ нь олон төхөөрөмжүүдийн хооронд өгөгдөл үнэн зөв, найдвартай солилцохын тулд нийтлэг цагийн лавлагааг тохируулахад оршино. Бодит цагийн хяналтын систем эсвэл өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах зэрэг цаг хугацааны мэдрэмжтэй програмуудтай ажиллахад энэ нь онцгой чухал болдог.
Тохиромжтой синхрончлолгүй бол харилцаа холбооны доголдол үүсч, саатал, алдаа, тэр ч байтугай системийн доголдолд хүргэдэг. Автомат угсралтын шугамын өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг төгс синхрончлохгүй бол эмх замбараагүй байдал үүсэхийг төсөөлөөд үз дээ - үйлдвэрлэл тасалдаж, өндөр өртөгтэй зогсолт, аюулгүй байдлын болзошгүй аюулыг бий болгоно.
Аж үйлдвэрийн сүлжээнд үр дүнтэй синхрончлолд хүрэхийн тулд цаг хугацааны явцад янз бүрийн аргыг боловсруулсан. Эдгээр аргууд нь нарийвчлалын түвшин, тодорхой хэрэглээнд тохирсон байдлаараа ялгаатай байдаг. Өнөөдрийн мэдлэгийг эрэлхийлэхдээ бид NTP (Network Time Protocol), PTP (Precision Time Protocol), TSN (Time-Sensitive Networking) болон EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) гэсэн дөрвөн чухал хандлагыг судлах болно. Тиймээс бид энэхүү синхрончлолын аялалд гарахдаа тэврэлдээ аваарай!
NTP (Сүлжээний цагийн протокол)
NTP (Network Time Protocol) нь компьютерийн систем болон сүлжээнд цагийг синхрончлоход хэрэглэгддэг нийтлэг арга юм. Энэ нь төхөөрөмжүүдэд NTP серверүүдээс хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн дотоод цагаа байнга тохируулах замаар цагийг зөв барих боломжийг олгодог.
Цагийг нарийн тогтоох нь чухал байдаг аж үйлдвэрийн сүлжээнд NTP нь янз бүрийн төхөөрөмж, программуудын синхрончлолыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь үнэн зөв цагийн тэмдэг өгснөөр сүлжээ доторх процессуудыг жигд зохицуулах, мэдээлэл солилцох боломжийг олгодог.
NTP нь давхарга гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн серверийн түвшинд шаталсан байдлаар ажилладаг. Давхаргын тоо бага байх тусам сервер нь цаг хугацааны эрх бүхий эх сурвалжтай ойртоно. Энэ нь цаг хугацааны мэдээлэл сүлжээний шатлалд үр дүнтэй тархдаг болохыг баталгаажуулдаг.
NTP ашиглахын нэг давуу тал нь түүний өргөн боломж, янз бүрийн үйлдлийн систем, төхөөрөмжүүдтэй нийцтэй байх явдал юм. Энэ нь дотоод сүлжээ (LAN) болон өргөн хүрээний сүлжээг (WAN) хоёуланг нь синхрончлох боломжтой бөгөөд энэ нь янз бүрийн үйлдвэрлэлийн орчинд тохиромжтой.
Гэсэн хэдий ч NTP нь өргөн хэрэглэгддэг хэдий ч үйлдвэрлэлийн тодорхой хэрэглээнд шаардагдах хэт нарийн цаг хугацааны шаардлагыг хангахад хязгаарлалттай байдаг. Эдгээр хувилбаруудын хувьд PTP эсвэл TSN зэрэг бусад протоколууд нь илүү тохиромжтой сонголт байж болно.
NTP нь үйлдвэрлэлийн сүлжээн дэх цагийн үндсэн синхрончлолын найдвартай үндэс суурь боловч дэвшилтэт програмуудад шаардагдах бүх цаг хугацааны хатуу шаардлагыг хангаж чадахгүй байж магадгүй юм.
PTP (нарийвчилсан цагийн протокол)
Аж үйлдвэрийн сүлжээн дэх цагийн нарийн синхрончлолын тухайд PTP (Precision Time Protocol) нь анхаарлын төвд байдаг. Энэ протокол нь микросекундын түвшний нарийвчлалд хүрэх чадвараараа алдартай болсон бөгөөд энэ нь цаг хугацааны хатуу шаардлага шаарддаг програмуудад зайлшгүй шаардлагатай болсон.
PTP нь цагийн тэмдэгтэй пакетуудыг солилцох замаар сүлжээгээр цагийг синхрончлох зарчим дээр ажилладаг. Энэ нь мастер-боол архитектурыг ашигладаг бөгөөд нэг төхөөрөмж их мастерын цаг болж бусад нь цагаа синхрончилдог. PTP-ийн давуу тал нь хувьсах сүлжээний саатлыг тооцоолох чадвар бөгөөд энэ нь динамик орчинд ч үнэн зөв синхрончлолыг баталгаажуулдаг.
PTP-ийн нэг гол тал бол тодорхой салбаруудад тохирсон өөр өөр профайлыг дэмжих явдал юм. Эдгээр профайлууд нь мессеж дамжуулах интервал, хамгийн их зөвшөөрөгдөх харилцааны саатлын өөрчлөлт зэрэг параметрүүдийг тодорхойлж, хэрэглээний шаардлагад үндэслэн оновчтой гүйцэтгэлийг хангадаг.
Нэмж дурдахад PTP нь Ethernet эсвэл бусад пакетад суурилсан сүлжээгээр хэрэгжих боломжтой тул өргөтгөх боломжийг санал болгодог бөгөөд энэ нь одоо байгаа дэд бүтцэд мэдэгдэхүйц өөрчлөлтгүйгээр нэгдэх боломжийг олгодог.
PTP нь үйлдвэрлэлийн сүлжээнд цаг хугацааны нарийн синхрончлолд хүрэх найдвартай шийдэл гэдгээрээ ялгардаг. Түүний уян хатан байдал, нарийвчлал нь цаг хугацааны нарийвчлал чухал байдаг янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Технологи хөгжихийн хэрээр бид энэхүү протоколын чадавхийг сайжруулж, үйлдвэрлэлийн орчинд нэвтрүүлэх болно гэж найдаж байна.
Эх сурвалж:《TFR: Нарийвчлалтай цагийн протокол (PTP) сүлжээн дэх цагийн синхрончлолын алдааг сэргээх шинэ арга."
TSN (Цаг хугацааны мэдрэмжтэй сүлжээ)
TSN (Цаг хугацааны мэдрэмжтэй сүлжээ) нь тодорхойлогддог, хоцрогдол багатай харилцаа холбоог хангах замаар аж үйлдвэрийн сүлжээнд хувьсгал хийх зорилготой шинээр гарч ирж буй технологи юм. Уламжлалт Ethernet сүлжээнүүдээс ялгаатай нь TSN нь цагийн синхрончлолын чадавхийг агуулдаг бөгөөд энэ нь цагийг нарийн тогтоох нь чухал байдаг програмуудад тохиромжтой.
TSN-ийн гол онцлогуудын нэг нь чухал бус урсгалаас чухал урсгалыг эрэмбэлэх чадвар юм. Үйлчилгээний чанарын (QoS) механизмыг ашигласнаар TSN нь цаг хугацааны мэдрэмжтэй өгөгдлийн багцуудыг баталгаатай хоцрогдолд хүргэхийн зэрэгцээ бусад сүлжээний траффикийг хамтад нь байлгах боломжийг олгодог.
Determinism болон бага хоцролтоос гадна TSN нь одоо байгаа Ethernet дэд бүтэцтэй тасралтгүй ажиллах боломжийг санал болгодог. Энэ нь компаниуд томоохон өөрчлөлт, шинэ техник хангамжид хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагагүйгээр TSN-ийг одоогийн системдээ хялбархан нэгтгэж чадна гэсэн үг юм.
TSN-ийн өөр нэг давуу тал нь түүний өргөтгөх чадвар юм. Холбогдсон төхөөрөмжүүд болон үйлдвэрлэлийн орчинд өгөгдөл их шаарддаг програмууд нэмэгдэхийн хэрээр их хэмжээний өгөгдлийг үр ашигтай зохицуулах сүлжээтэй байх нь амин чухал болж байна. TSN-ийн өндөр зурвасын өргөнийг дэмжих чадвар нь эдгээр эрэлт хэрэгцээтэй орчинд тохиромжтой болгодог.
Цаашилбал, TSN нь илүүдэл зам, давхардсан хүрээ гэх мэт илүүдэл механизмаар дамжуулан алдааг тэсвэрлэх чадварыг өгдөг. Энэ нь доголдол, сүлжээний түгжрэл байгаа үед ч найдвартай холболтыг баталгаажуулдаг.
Цаг хугацааны мэдрэмжтэй сүлжээ нь бага хоцролттой, найдвартай байдлыг дээшлүүлсэн тодорхой харилцаа холбоог санал болгосноор аж үйлдвэрийн сүлжээний гүйцэтгэл, үр ашгийг дээшлүүлэх томоохон амлалт өгдөг. Салбарууд дижиталчлал, автоматжуулалтыг үргэлжлүүлэн нэвтрүүлэхийн хэрээр TSN зэрэг технологийг нэвтрүүлэх нь үйл ажиллагааг жигдрүүлж, бүтээмжийг нэмэгдүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай болно.
Эх сурвалж:https://en.wikipedia.org/wiki/Time-Sensitive_Networking
EtherCAT (Удирдлагын автоматжуулалтын технологийн Ethernet)
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) нь сүүлийн жилүүдэд алдаршсан өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн Ethernet шийдэл юм. Энэ нь бусад синхрончлолын аргуудын дунд өвөрмөц шинж чанар, чадамжаараа ялгардаг.
EtherCAT-ийн гол давуу талуудын нэг нь маш бага хоцрогдолтойгоор бодит цагийн харилцаанд хүрэх чадвар юм. Мастер-боол тохиргоог ашигладаг уламжлалт Ethernet-ээс ялгаатай нь EtherCAT нь хуваарилагдсан цагийн зарчмаар ажилладаг. Энэ нь өгөгдлийг олон төхөөрөмжөөр нэгэн зэрэг боловсруулах боломжийг олгож, хариу өгөх хугацааг хурдан болгож, системийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
EtherCAT-ийн бас нэг онцлох шинж чанар нь уян хатан топологи юм. Энэ нь шугаман болон цагираг топологийг хоёуланг нь дэмжиж, одоо байгаа сүлжээний дэд бүтцэд хялбар нэгтгэх боломжийг олгодог. Нэмж хэлэхэд, EtherCAT төхөөрөмжүүд нь завсрын унтраалга, чиглүүлэгч шаардлагагүйгээр хоорондоо шууд холбогдож, нарийн төвөгтэй байдал, зардлыг бууруулдаг.
Өргөтгөх боломжийн хувьд EtherCAT нь өргөтгөх боломжуудыг маш сайн санал болгодог. Шинэ төхөөрөмжүүдийг одоо байгаа сүлжээнд саадгүй нэмэх боломжтой. Энэ нь шинэ тоног төхөөрөмжийг байнга нэгтгэх шаардлагатай томоохон үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Цаашилбал, EtherCAT нь сүлжээнд байгаа төхөөрөмжүүдийн хооронд нарийн синхрончлолоор дамжуулан детерминист харилцаа холбоог хангадаг. Түгээмэл цагийг ашиглаж, тэдгээрийн орон нутгийн цагийн суурийг наносекундын нарийвчлалтайгаар синхрончилсноор EtherCAT сүлжээн дэх бүх зангилаа төгс зохицолтой ажиллах боломжтой.
EtherCAT нь бодит цагийн харилцаа холбоо, нарийн синхрончлолын чадавхийг шаарддаг олон аж үйлдвэрийн сүлжээнд илүүд үздэг олон давуу талыг санал болгодог.
NTP, PTP, TSN, EtherCAT-ийн харьцуулалт
NTP (Network Time Protocol) нь сүлжээнд байгаа төхөөрөмжүүдэд цагаа синхрончлох боломжийг олгодог өргөн хэрэглэгддэг арга юм. Энэ нь цаг хугацааны лавлагааны хувьд интернетэд тулгуурладаг бөгөөд ихэнх үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд боломжийн нарийвчлалыг санал болгодог.
Нөгөө талаас PTP (Precision Time Protocol) нь техник хангамжийн цагийн тэмдэг, нарийн цагийн тооцоог ашиглан өндөр нарийвчлалтай синхрончлолыг хангадаг. Энэ нь миллисекундын түвшний нарийвчлал шаардлагатай цаг хугацааны чухал хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
TSN (Time-Sensitive Networking) нь стандарт Ethernet сүлжээгээр тодорхой харилцаа холбоог хангах зорилготой шинээр гарч ирж буй технологи юм. Энэ нь чухал өгөгдлийг цаг тухайд нь хүргэхийн тулд хуваарь гаргах алгоритм, хөдөлгөөний хэлбэр дүрслэх зэрэг янз бүрийн арга техникийг хослуулсан.
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) нь бодит цагийн хяналтын системд тусгайлан зориулсан өөр нэг сонголт юм. Энэ нь бага хоцролттой өндөр хурдны харилцаанд хүрэхийн тулд тархсан цаг бүхий мастер-боол архитектурыг ашигладаг.
Эдгээр синхрончлолын аргууд тус бүр нь таны үйлдвэрлэлийн сүлжээний тодорхой шаардлагаас хамааран өөрийн давуу болон сул талуудтай байдаг. Өргөдөлдөө хамгийн тохиромжтой хувилбарыг сонгохдоо зардал, нарийн төвөгтэй байдал, нарийвчлалын хэрэгцээ, өргөтгөх чадвар, нийцтэй байдал зэрэг хүчин зүйлсийг харгалзан үзэх ёстой. Тиймээс шийдвэр гаргахаасаа өмнө эдгээр сонголтуудыг үнэлэх цаг гарга!
Синхрончлолын аргыг сонгохдоо анхаарах хүчин зүйлүүд
Аж үйлдвэрийн сүлжээнд тохирох синхрончлолын аргыг сонгохдоо хэд хэдэн хүчин зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Арга бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай байдаг тул шийдвэр гаргахаасаа өмнө тодорхой шаардлагыг үнэлэх нь чухал юм.
Та өргөдөлдөө шаардлагатай нарийвчлал, нарийвчлалыг үнэлэх хэрэгтэй. Хэрэв танд микросекундын нарийвчлалтай өндөр нарийвчлалтай синхрончлол шаардлагатай бол PTP эсвэл TSN нь таны хувьд хамгийн сайн сонголт байж болох юм. Нөгөөтэйгүүр, бага зэрэг сул синхрончлолыг хүлээн зөвшөөрч, зардлын хэмнэлттэй байх нь нэн тэргүүний асуудал бол NTP хангалттай байж магадгүй юм.
Синхрончлолын аргын өргөтгөх чадварыг анхаарч үзээрэй. Энэ нь цаашдын өргөтгөл, нэмэгдлийг зохицуулах боломжтой юу? TSN нь тодорхойлогч шинж чанар, замын хөдөлгөөнийг эрэмбэлэх чадвартай учраас маш сайн өргөтгөх боломжийг санал болгодог. EtherCAT нь нэг Ethernet сегмент дээр олон төхөөрөмж ашиглахыг зөвшөөрснөөр сайн өргөтгөх боломжийг олгодог.
Сүлжээнд байгаа тоног төхөөрөмжтэй хамтран ажиллах талаар бодож үзээрэй. EtherCAT гэх мэт зарим аргууд нь бүх төхөөрөмжид тохирохгүй байж болох өөрийн гэсэн техник хангамжийн шаардлага тавьдаг. PTP болон NTP нь өөр өөр платформ дээр илүү өргөн дэмжигддэг бөгөөд одоо байгаа сүлжээнд амархан нэгтгэгддэг.
Дараа нь синхрончлолын арга тус бүрийн уян хатан чанарыг алдааг тэсвэрлэх чадвар, нөөцлөх чадварын хувьд шинжилнэ. Аж үйлдвэрийн сүлжээ нь ихэвчлэн найдвартай байдал чухал байдаг хүнд хэцүү орчинд ажилладаг. PTP нь нэмэлт мастер гэх мэт нэмэлт функцуудтай байдаг бол TSN нь нэмэлт замуудаар дамжуулан нөөцийг агуулдаг.
Хэрэгжүүлэх, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар байдлын талаар бүү мартаарай. PTP эсвэл TSN гэх мэт нарийн төвөгтэй протоколуудыг үр дүнтэйгээр тохируулж, удирдаж чадах чадварлаг боловсон хүчинд хандах боломжтой эсэхийг анхаарч үзээрэй. NTP нь хамгийн бага тохиргоо шаарддаг боловч бусад аргуудын санал болгож буй зарим дэвшилтэт функцүүд байхгүй байж магадгүй юм.
Дүгнэж хэлэхэд (эдгээр үгсийг ашиглахгүйгээр) үйлдвэрлэлийн сүлжээнд тохирох синхрончлолын аргыг сонгох нь шаардлагатай нарийвчлал, өргөтгөх чадвар, харилцан ажиллах чадвар, алдаа, доголдлыг даван туулах чадвар, түүнчлэн хэрэгжүүлэх / засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар байдал зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлийг анхааралтай авч үзэх шаардлагатай. танай байгууллага.