TSXAEG4110

TSXAEG4110

解决这一同步挑战的新技术目前正在推向市场，这一技术称为时间敏感网络（TSN）。TSN是标准以太网的更新版本，不仅具有开放性和互操作性，而且提供与硬实时以太网相同的低延迟和带宽保证。具体而言，TSN提供三个关键组件：基于时间的同步、流量调度和系统配置。同步功能基于IEEE 1588***时间协议配置文件，通过网络提供亚微秒级同步。此外，流量调度和系统配置提供了确定的数据通信，因此用户可以调度和优先处理网络上的时间敏感数据（例如控制信号）。
　　TSN的一个重要特性是时间敏感流量和其他以太网流量的融合。由于TSN是以太网标准的一项特性，时间同步和确定性通信这两项新功能可支持所有以太网通信网络。这意味着测量或控制系统上的单个端口可以执行确定性通信，同时还可远程更新用户界面终端并支持文件传输。TSN是许多工业应用的一项新增功能，例如过程和机器控制，其中低通信延迟和***小抖动对于满足闭环控制要求至关重要。基于时间的以太网同步还可以免除基于信号的同步所需的布线，与传统监控应用和物理系统测试（如结构测试）相比可大幅减少了布线需求，从而能够在不牺牲可靠性的情况下实现更简单、经济***的解决方案。

　　图2.时间敏感网络是标准以太网的更新版，包括基于时间的同步、流量调度和系统配置。

　　NI的产品也在不断增加对TSN的支持，CompactRIO平台的***新控制器便是一个典型的产品。 用户可以将这些新控制器添加到TSN网络，并支持数据同步和确定性通信，使其成为理想的IIoT边缘节点。

　　图3.***新的CompactRIO控制器支持TSN，支持同步和确定性通信。

　　TSN的引入是解决整个系统同步挑战的重要一步。开发这些系统的工程师还在关注如何降低整体系统复杂性，同时保持或提高可靠性。由于测量和控制通常是***的子系统，因此工具、编程环境和数据采集机制之间彼此***。 PLC等控制系统通常采用IEC 61131-3语言编程，可对单点数据进行操作。这种类型的数据非常适合控制应用，但不适合提取信息 - 因此我们需要波形数据。同样，测量系统使用波形数据提供所需的信息，但并不适用于发送单点控制信号或确定地对单点控制信号作出反应。
　　测量和控制系统的这一特性非常直观明了。过去几年，测量和控制系统的融合进度非常缓慢。每个系统都增加了新的功能，以便更多的测量系统可以具有一些控制功能，或控制系统具有部分测量功能。随着***新CompactRIO控制器的发布，我们看到了这种融合有了重大进步。除了利用实时处理器和FPGA来实现确定性控制应用之外，新的控制器还可以使用易用且功能强大的NI-DAQmx驱动程序进行编程，从而实现测量应用。 NI-DAQmx不仅仅是一个基本的硬件驱动程序，不仅提供了配置和故障分析工具、逐步配置工具，而且提供功能强大且直观的API，大幅提高了工作效率和性能。工程师可以使用NI-DAQmx API来编写自定义程序，实现强大的定时和同步功能，并执行***控制和监测任务。对于需要同步高通道数系统、开发基于决策的记录仪或自动化实验室实验的用户，数百个示例、充满活力的社区和***的本地支持可帮助他们快速从概念过渡到部署。通过这种融合，他们可以使用相同的硬件和单个软件工具链，直接在边缘侧采集、处理、记录和响应输入的数据，从而***终降低系统成本和复杂性。

TSXAEG4110