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新聞詳情

赫斯曼TSN工業(yè)交換機(jī)中文說明

http://www.debgrams.com 2020-03-02 16:00 來源:CC-Link 協(xié)會(huì)(CLPA)

前天,咱們公眾號(hào)發(fā)布文章,宣布CLPA會(huì)員公司赫斯曼推出最新研發(fā)支持TSN的工業(yè)交換機(jī)RSPE35,同時(shí)這款TSN交換機(jī)與三菱CC-Link IE TSN產(chǎn)品連接配置手冊也已發(fā)布,并在文中附了下載(點(diǎn)擊查看)。

然而文章發(fā)出后,后臺(tái)有客戶留言表示:

“ 特別想了解

可是,交換機(jī)的資料都是日文和英語的,能否出些中文資料?”

C小C霸氣的對你說出三個(gè)字:

滿足你!

與CC-Link協(xié)會(huì)服務(wù)響應(yīng)一樣的迅速,我們兼容產(chǎn)品工程師已經(jīng)速度根據(jù)針對此款工業(yè)交換機(jī),整理出相對應(yīng)的資料文檔,包括此款工業(yè)交換機(jī)的背景介紹、系統(tǒng)的配置、具體實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用示例等一一做了詳細(xì)的說明。

一、背景說明

德國赫思曼自動(dòng)化和控制是自動(dòng)化通訊領(lǐng)域的專家,2017年,其母公司——信號(hào)傳輸產(chǎn)品供應(yīng)商Belden,針對其旗下Hirschmann兩款交換機(jī)RSPE35和RSPE37進(jìn)行了軟件更新,也正因?yàn)槿绱耍抛屵@些交換機(jī)實(shí)現(xiàn)對應(yīng)TSN功能成為了可能。近期,該產(chǎn)品已成功通過了CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)集成測試。

二、實(shí)戰(zhàn)配置

下面,讓我們來看一下Hirschmann的交換機(jī)在CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)戰(zhàn)配置。

先上張圖↓

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上圖看懂了嗎?我來解釋一下:

RSPE35是由 Hirschmann生產(chǎn)的TSN兼容交換機(jī),RJ71GN11-T2是由三菱電機(jī)制造的主站/本地站產(chǎn)品,其認(rèn)證等級為CC-Link IE TSN兼容設(shè)備的B級。

設(shè)備固件版本說明

1

2

準(zhǔn)備妥當(dāng),不過首先還是先來了解一下CC-Link IE TSN技術(shù)基礎(chǔ),畢竟了解技術(shù)背景,才能更好的了解為何要這樣做系統(tǒng)配置:

我們都知道,CC-Link IE TSN是利用網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步,在固定的時(shí)間內(nèi)同時(shí)進(jìn)行通信幀的輸出和輸入。通過將此方法與以太網(wǎng)中使用的TSN技術(shù)相結(jié)合,就可以減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)更新循環(huán)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。

TSN技術(shù)包含著多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn),主要的為IEEE802.1AS和IEEE1588v2,它們規(guī)范了時(shí)間同步的方法,而IEEE802.1Qbv則規(guī)范了時(shí)分的方法。通過這些國際標(biāo)準(zhǔn)的集合,就有可能實(shí)現(xiàn)通信的確定性,保證在一定時(shí)間內(nèi)傳輸,并在同一鏈路上同時(shí)存在不同的通信協(xié)議。

例如,用于監(jiān)視和分析生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的視覺傳感器和監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用UDP和TCP通信,我們可以將其和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備連接到同一TSN鏈路中,并使用以下方法實(shí)現(xiàn)傳輸兩種不同類型的數(shù)據(jù):

1.為設(shè)備上的循環(huán)(控制)通信提供更高的優(yōu)先級;

2.并為信息(UDP和TCP)通信分配普通優(yōu)先級。

Time synchronization system

在CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)中,所有站使用IEEE1588v2或IEEE802.1AS執(zhí)行時(shí)間同步。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)和交換機(jī)的時(shí)間同步方法必須統(tǒng)一。

如果使用的是IEEE802.1AS,則TSN系統(tǒng)中的所有設(shè)備(主站,本地站,遠(yuǎn)程站,交換機(jī)等)都必須支持IEEE802.1AS,并且進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置。

如果使用的是IEEE1588v2,則TSN系統(tǒng)中并非所有設(shè)備都必須支持IEEE1588v2,并且只需要配置網(wǎng)絡(luò)中支持IEEE1588v2標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

Time division system

在CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)中,通過將通信周期劃分為時(shí)隙(Time slot)來執(zhí)行通信。最多可用八個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙可用于任何目的。分配給所有時(shí)隙的總時(shí)隙就是循環(huán)通信周期。

當(dāng)RJ71GN11-T2用作網(wǎng)絡(luò)主機(jī)時(shí),通信周期被分為3個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙用于以下目的。

TSLT0:允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)自由通信的頻段, 用于SLMP瞬時(shí)通信和IP通信。

TSLT1:用于循環(huán)通信。

TSLT2:用于實(shí)現(xiàn)IEEE802.1AS和IEEE1588v2的時(shí)間同步的通信。

周期通信和時(shí)隙分配表如下↓

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三、CC-Link IE TSN系統(tǒng)配置

RSPE35/RJ71GN11-T2 common configurations

如何進(jìn)行Hirschmann RSPE35和Mitsubishi RJ71GN11-T2的通用配置,可以根據(jù)要應(yīng)用的TSN系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行自由配置,但是這些配置在同一TSN系統(tǒng)內(nèi)必須保持一致。該章節(jié)僅介紹IEEE802.1AS的時(shí)間同步配置方法。

Time synchronization system

1

如上配置,選擇了IEEE802.1AS作為時(shí)間同步方法,則RSPE35和RJ71GN11-T2必須選擇相同的標(biāo)準(zhǔn)。

Communication Cycle

2

RSPE35和RJ71GN11-T2必須具有相同的通信周期

Time slot

3

四、系統(tǒng)組態(tài)實(shí)例

從下面系統(tǒng)圖中,我們可以看到:支持CC-Link IE TSN的設(shè)備是主站(RJ71GN11-T2),從站1,從站2和交換機(jī)(RSPE35)。他們實(shí)施使用IEEE802.1AS進(jìn)行時(shí)間同步,并使用IEEE 802.1Qbv的時(shí)分方法構(gòu)建認(rèn)證Class B的系統(tǒng)。

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圖中的主站和從站對應(yīng)于RJ71GN11-T2,交換機(jī)使用的是RSPE35,而IP設(shè)備對應(yīng)基于TCP / IP的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)設(shè)備,例如PC。

所有設(shè)備均應(yīng)通過千兆以太網(wǎng)連接,其中交換機(jī)端口1〜3用于連接CC-Link IE TSN設(shè)備和端口4用于連接IP設(shè)備。通信周期為1ms,分為三個(gè)時(shí)隙。如表中所述分配時(shí)間。

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配置Hirschmann RSPE35

通過Web可以對Hirschmann RSPE35交換機(jī)進(jìn)行相應(yīng)配置。

Time synchronization system

在該系統(tǒng)中,需要設(shè)置2個(gè)位置以使用IEE 802.1AS作為時(shí)間同步方法。

首先,要禁用IEEE1588v2,設(shè)置"Time" → "PTP" → "Global" → "Operation IEEE1588/PTP"為off

其次, 使能IEEE802.1AS, 設(shè)置 "Time" → "802.1AS" → "Global" → "Operation" 為on

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Communication cycle

在“Switching”-> "TSN"-> "Configuration"中,為RSPE35中設(shè)置通訊周期,在“Configured” of “Cycle time [ns]”中輸入1,000,000 [ns]

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Time slot

設(shè)置Time slot,進(jìn)入"Switching"→ "TSN" → "Gate Control List" → "Configured",其中索引的順序?yàn)門SLT1,TSLT2,TSLT0。

設(shè)置“index 1”的“Gate states”為7時(shí)僅接收TSN設(shè)備的周期通信. 設(shè)置“index 3”的“Gate states”為0和7時(shí)會(huì)接收來自于TSN設(shè)備和IP設(shè)備的瞬時(shí)或IP通信等。下圖為端口P1和P2的設(shè)置。

由于設(shè)備的限制,對于端口P3,RSPE35在端口P3的TSLT1和TSLT0之后需要13μs的保護(hù)時(shí)間,在這段時(shí)間不傳遞任何信息。因此,TSLT1和TSLT0的時(shí)隙時(shí)間需要從指定時(shí)間中減去13μs。配置中,可設(shè)置“Gate states”為“-”。

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Time synchronization parameters

在"Time"→ "802.1AS" → "Port"中設(shè)置時(shí)間同步參數(shù)

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Time division system

為了激活時(shí)分功能, 設(shè)置 "Switching" → "TSN" → "Configuration" → "Operation"為on.

對于使用時(shí)分功能的端口,選中“活動(dòng)”框。另外,由于每個(gè)端口都可以接收所有類型的通信,因此在“Default gate states"中輸入“ 0,6,7”。

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Connecting devices

在 "Port priority" of "Switching" → "QoS/Priority" → "Port Configuration"中,必須設(shè)置連接到每個(gè)端口的設(shè)備的類型。如果連接了CC-Link IE TSN設(shè)備,則輸入7;如果是PC或其它進(jìn)行IP通信的設(shè)備,則輸入0。如果什么設(shè)備都沒有連接,則輸入0。

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Unnecessary Traffic Class

設(shè)置“Switching”→ ”TSN”→ ”SDU”。在此期間,端口1、2、3需要具有相同的配置

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配置Mitsubishi RJ71GN11-T2

時(shí)間同步方法,通信周期和Time Slot配置由GX Works 3工程工具進(jìn)行設(shè)置。

Time synchronization system

在"RJ71GN11-T2 Module Parameters" → "Connection Device Information" →” Authentication Class Setting"下,選擇 “Authentication Class B Only” for "Authentication Class Setting"

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Communication cycle

在 "RJ71GN11-T2 Module Parameters"→ "Communication Period Setting" → "Basic Period Setting" → "Communication Period Interval Setting (Set it in Units of 1μs) "中輸入“1000 μs” 。

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Time slot

"RJ71GN11-T2 Module Parameters"→"Communication Period Setting" → "Basic Period Setting"中"System Reservation Time" 和 "Cyclic Communication Time"輸入。系統(tǒng)保留時(shí)間自動(dòng)應(yīng)用于TSLT2,而循環(huán)通訊時(shí)間自動(dòng)應(yīng)用于TSLT1。根據(jù)通訊周期和上述兩個(gè)設(shè)置,與TSLT0對應(yīng)的瞬時(shí)通訊字段將自動(dòng)輸入。

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