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寻求“真正的开放性”,我们缘何期待「CC-Link IE TSN」

「TSN」技术因其可将不同的通信协议在同一链路中传输的特点,在加速构建智能工厂化进程中广受关注,「CC-Link IE TSN」即是迅速对应了「TSN」的工业网络。那么「TSN」为什么会在智能工厂中受到如此的期待呢?笔者通过与工业开放式网络推进团体、以及第一时间宣布加入「CC-Link IE TSN」家族的伙伴企业的对谈,挖掘诠释了其中实用性价值。

致力于普及推广CC-Link家族的CC-Link协会(CLPA)于2018年11月,领先全球发表了基于「TSN(Network)」的工业开放式网络「CC-Link IE TSN」。「CC-Link IE TSN」利用「TSN」的实时性与时间同步性等特点,将不同的通信协议在同一链路中传输提供了可能性,因此在自动化行业广受期待。

关于这个倍受关注的「CC-Link IE TSN」,用户与开发伙伴对其哪些方面抱有期待,又希望实现哪些目标呢?作为合作伙伴,第一时间宣布了开发对应「CC-Link IE TSN」软件运动控制产品的SoftServo Systems公司总经理梁富好与CC-Link协会全球事务局长川副真生的采访内容,详见下文。

将3大开放化带入制造业网络的世界

——为什么Soft Servo Systems着手尽早对应「CC-Link IE TSN」呢?

梁:在麻省理工(MIT)研究机器人控制时,发现既有的可编程控制器都是被黑盒化,没有开放性的可编程控制器成为了困扰我们的一大难题。于是我立志给制造业的运动领域带来开放的空间,并设立了SoftServo Systems公司。

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SoftServo Systems总经理梁富好

设立公司时的目标是「硬件」「软件」「接口」的开放化。所谓「硬件」,就是通过使用PC可以实现开放化。在这基础上,开发出软件运动控制技术,在Windows的环境下也可以进行运动控制,这就实现了「软件」的开放化。留下的课题,便是网络等「接口」的领域了。

基于这种的考虑,此前曾注力在具有开放性的其他网络标准方面,但看到「CC-Link IE TSN」的发表之后,我才感觉到这才是真正的开放性「接口」。尤其是使用时间分割方式将不同的协议数据在同一链路上传输,这一点具备着极大的魅力。在推广软件运动控制产品中,现有的制造业开放式网络无法将不同的通信协议进行组合使用,给设备的开发带来了很大的负担。如果这个问题可以得到切实的解决,那么距离我们构想的“三大开放化”便更近一步了。

之后,又目睹了CLPA和加盟企业的努力工作,感受到他们真正向开放性方向迈进的姿态,因此我们决定开发「CC-Link IE TSN」的对应产品。

——对CLPA来说,开放性也是新的重点吗?

川副:没错。随着「CC-Link IE TSN」的发布,与以往的CC-Link家族相比,发生了2个重大的变化。

一个是梁先生刚刚说过的「开放性」。一方面IoT(物联网)的发展和智能工厂化的不断深化,另一方面一直以来存在着各种各样的通信协议。在这样环境下,为实现制造数据的融合,「TSN」将是有效的手段。基于以上的考虑,我们决定在全球率先对应「TSN」,将「开放性」贯彻到底。

另一个就是「开发手法的拓宽」。「CC-Link IE TSN」兼容产品的开发既可以选择硬件方式也可以使用软件方式。一直以来专用的硬件是不可缺少的,而现在也可以仅使用软件协议栈方式进行开发。因此,开发手段也实现了开放化。

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CC-Link协会全球事务局长 川副真生

「CC-Link IE TSN」将在半导体制造装置大显身手

——SoftServo Systems的客户多是半导体制造装置的制造商,对于这些设备制造商和半导体厂家来说,能提供怎样的价值呢?

梁:敝公司的软件运动控制产品「WMX3」因其开放性得到好评,被诸多的半导体设备制造商使用。虽说我们对「CC-Link IE TSN」的开放理念产生了共识,但我们也认识到作为商务,如果它在为客户提供价值和解决问题方面带来任何意义的话我们也不会去接受的。我们提供的是软件运动控制,但实际上驱动的伺服马达要和I/O等各种各样的产品整合在一起才能实现其价值,所以我们决定在「CC-Link IE TSN」发表之后观察一段时间。

真正意义上感受到「CC-Link IE TSN」的可能性,是在三菱电机发布了「CC-Link IE TSN」对应的AC伺服系统「MELSERVO-J5系列」之后。能够实现31.25μs控制通信周期、可以与视觉传感器实现高速同步通信等,产品被赋予的各种功能淋漓地发挥出「CC-Link IE TSN」的性能,让我们切实地感受到它的可能性。

使用这些功能,不仅可以实现设备内的省配线化等,还通过高速演算周期实现高速、高精度的运功。这样的价值,只有在我们的主要客户即半导体制造装备行业,才能最大限度地发挥出来。我们强烈地感受到,将「CC-Link IE TSN」的特点与敝公司的软件运动控制产品「WMX3」相组合,为今后愈加高度化的半导体制造装备提供崭新的控制性能与功能,这就成为了我们立即开发软主站SoftMaster的动机。

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搭载了CC-Link IE TSN Soft Master的软件控制制产品「WMX3」的构成图

比如半导体制造设备等,在一个装备中,既有需要高速通信的情况,同时又有可以低速通信的场合。一直以来针对这样的情况, 即使使用同一通信规格,大多也必须按照速度区分使用不同的线缆或主站设备。但如果使用「CC-Link IE TSN」,即使使用了不同的通信协议、甚至不同的通信速度,也可以使用同一硬件基盘进行通信。因此可以将装置内的配线大幅简化,将节省出来的空间用于其他机能,即为装备、控制盘的小型化做出贡献。

另外,在半导体制造设备方面,可以在工序中编入了非常多的图像检测等机能。至今,像这样的图像传送必须另外使用硬件设备,但如果使用了「CC-Link IE TSN」,就可以在不影响运动控制的同时使用同一配线收集图像、影像的检测等数据。这一点,也是有极大的魅力。

我们的客户对于「TSN」和其带来的价值也寄予关注。基于此,我们现在正进行着「CC-Link IE TSN」的软主站Soft Master的开发。2019年11月27~29日举办的IIFES2019中,我们将在CLPA的展台展示用「CC-Link IE TSN」 协议Soft Master「WMX3」进行多轴同步控制的样机。之后,计划在2020年3月发布Beta版,2020年4~6月进行测试,2020年7月正式发布「CC-Link IE TSN」对应的「WMX3」。

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SoftServo Systems公司制作的对应「CC-Link IE TSN」的「WMX3」样机运作情况。(左)为SoftServo Systems公司制作的运动程序画面,(右)为样机实际运作的情况

期待网络合作与成功事例

——SoftServo Systems对CLPA和「CC-Link IE TSN」抱有如何的期待和希望呢?

梁:大方向上有两点期待。首先是不仅限于CLPA,也希望和各个制造业网络团体之间推进合作。我们理解不同的出处、技术方面也存在差异,但对于设备生产厂家或终端用户来说,是希望使用能实现所需要的功能和性能的任意网络。「TSN」技术的登场,可以说迎合了这种市场的期待。我们也期待CLPA和其他的制造业网络团体合作、早日实现开放性的环境。

另外一点,就是实现成功的运用案例。通信协议被业内大企业全面采用的话,便可根本性地改变业内的版图。比如,现在即使要考虑使用「CC-Link IE TSN」来全面构筑设备内的系统,却尚未有对应的种类产品。如果业内大企业能决定使用的话,与这套系统构成相关的产品生产厂家就会全面推进开发和制造,就可以用「CC-Link IE TSN」构筑起一系列的系统。这样的话,最终用户也可以真正享受到「CC-Link IE TSN」所具有的价值,进而推进口碑宣传和使用。所以,首先实现成功的运用案例也是很重要的。

——CLPA对以上的问题是如何考虑的?

川副:梁先生所提出的「和其它网络团体合作」和「实现成功运用案例」,也正是CLPA正在努力的方向。

关于「和其它网络团体合作」,可以说前所未有地积极地在推进中。我们认为,今后采用「TSN」标准的制造业开放性网络将成为主流。我们立志推进与其他网络的互联互通、为设备制造商和终端用户所需求的开放性环境构建做出贡献。

关于「实现成功运用案例」,为了在多种行业广泛使用「CC-Link IE TSN」,我们认为当务之急是扩充对应的兼容产品。为此,我们在不断向开发工具厂家和产品开发合作伙伴提供技术支持,并加强在国内外的展会、研讨会等的宣传。在IIFES展2019上,将展示以SoftServo Systems公司等各个合作伙伴开发中的「CC-Link IE TSN」兼容产品,以及行业应用解决方案。今后协会与合作伙伴们进一步加深合作,向国内外的设备制造厂家和最终用户们展示出「CC-Link IE TSN」的价值。

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梁先生(右)与川副先生(左)的握手

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