TSN, de quoi sagit-il ?
Dans Reservoir Dogs, un film culte de Quentin Tarantino, les six braqueurs synchronisent leurs montres avant un braquage de bijouterie, pour coordonner leurs actions.
Si nous transposons ce concept à un réseau OT les différents composants du réseau synchronisent leurs horloges pour coordonner leurs actions.
En effet par défaut les équipements d’un réseau IT ou OT n’ont pas de notion de “temps”. Le TSN va donc permettre d’ajouter cette notion de temps unifié au réseau : tous les dispositifs du réseau vont synchroniser leurs horloges, les uns avec les autres, pour utiliser une référence temporelle commune.
Ainsi le TSN garantit la transmission des données critiques en temps réel avec une grande précision. Le TSN est donc crucial pour les applications industrielles ,où la moindre latence ou perte de données peut avoir des conséquences graves, comme dans les systèmes de contrôle-commande, la robotique et l’automatisation.
TSN, un réseau unifié, mais pour quelles applications ?
TSN (pour Time Sensitive Network) est un ensemble de normes qui permet la transmission déterministe de messages sur les réseaux Ethernet standard.
Tel que défini par l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), le TSN implique une forme de gestion du trafic réseau afin de garantir des délais non négociables pour les latences de transmission de bout en bout.
Par conséquent, tous les dispositifs TSN doivent synchroniser leurs horloges les uns avec les autres et utiliser une référence temporelle commune pour prendre en charge les communications en temps réel pour les applications de contrôle industriel.
Le TSN a été présenté comme une technologie pouvant aider les applications de l’industrie 4.0 et de l’Internet industriel des objets (IIoT) à atteindre une efficacité de production élevée ainsi qu’à réduire les coûts de maintenance. Les acteurs de l’industrie qui ont commencé à utiliser les technologies TSN ont démontré au monde entier que le TSN n’est pas seulement une idée embryonnaire, mais une technologie concrète grâce à de multiples démonstrations virtuelles tout au long de 2020. Cependant, avant de se tourner vers l’avenir, il y a certaines choses que vous devez savoir pour vous aider à faire les bons investissements.
Quels sont les avantages d’un réseau avec un temps unifié ?
Les deux objectifs ultimes de la TSN sont l’incorporation transparente de données précises et sensibles dans les processus industriels et une vue détaillée et holistique des opérations afin que les dirigeants d’entreprises puissent répondre rapidement aux demandes du marché en temps réel. En utilisant les technologies TSN, les entreprises peuvent atteindre ces deux objectifs principaux et bénéficier des avantages suivants :
- Le TSN facilite la mise en réseau à grande vitesse, la transmission de gros volumes de données, le contrôle de mouvement très précis et la faible latence.
- La technologie TSN permet de hiérarchiser le trafic réseau, ce qui garantit une communication en temps réel et signifie que les données critiques seront transmises au bon endroit et au bon moment. En d’autres termes, l’objectif d’une application convergente sur un réseau unifié sera atteint dans l’automatisation industrielle basée sur l’Ethernet standard. À terme, il sera possible de disposer d’un réseau unifié pour des applications diversifiées. Il n’y a donc plus de risque que les données critiques n’arrivent pas à temps à destination.
- Le TSN peut renforcer la sécurité du réseau car la transmission précise des données peut être programmée pour éviter l’afflux de données non autorisées.
Est-ce qu’un réseau unifié est important ?
Oui, la convergence des réseaux OT et IT qui aboutit à un seul réseau unifié est nécessaire pour faciliter l’obtention de données précises et coordonnées qui peuvent donner un aperçu des processus de production. Cependant, il est extrêmement difficile de concrétiser cette convergence s’il existe des écarts entre les deux parties, sans parler de l’intégration d’îlots d’automatisation propriétaires isolés dans les environnements OT. Un réseau unifié présente les avantages suivants :
- Une norme industrielle unique utilisée pour la communication.
- Un effort de formation minimal pour comprendre les protocoles des différents fournisseurs.
- Une réduction des coûts de câblage et de maintenance
Est-il possible pour mes applications d’utiliser les technologies TSN ?
Vous pouvez évaluer si votre organisation doit déployer TSN en lisant les déclarations suivantes.
Si vous validez plus de trois affirmations, alors le TSN est une solution adaptée à votre activité.
- L’intégration de technologies de communication standard ou propriétaires vous coûte très cher.
- Il est très coûteux de déboguer votre système réseau existant en raison d’une structure de réseau isolée.
- Votre système de réseau est difficile à gérer et vous devez développer des outils, ce qui vous demande du temps et des efforts supplémentaires.
- Vous avez des problèmes d’interopérabilité entre votre système existant et le système informatique.
- Vous avez besoin de bande passante réseau plus importante car vous souhaitez développer un système automatisé.
- Vous souhaitez renforcer la sécurité de votre réseau.
Est ce que je dois anticiper la mise en place du TSN ?
Pour l’instant, votre organisation peut être satisfaite du rendement de la production sans TSN. Cependant, à long terme, vous pourriez avoir du mal à suivre vos concurrents qui adoptent cette technologie TSN.
D’une part, vous pouvez toujours développer votre production sur la base de l’infrastructure existante, mais cette expansion sera mise à rude épreuve lorsque vous découvrirez, par exemple, que le standard PROFINET est utilisé pour transporter la communication vers l’IHM. D’autre part, le contrôle de mouvement qui nécessite une utilisation EtherCAT, et le contrôle du bras robotique utilise un autre protocole, par exemple, Mitsubishi CC-Link IE.
Même s’il est relativement facile d’utiliser les blocs d’extension que vous jugez nécessaires, il est très difficile de gérer tous ces dispositifs provenant de différents fournisseurs qui utilisent différentes technologies Ethernet industrielles. Lorsque chaque cellule est isolée, il existe de nombreux obstacles à la simple intégration des données, sans parler de la volonté d’affiner les processus et d’améliorer l’efficacité de la production.
À long terme, le résultat vous verra aller dans la direction opposée à la réalisation des applications Industrie 4.0 et IIoT. Plus important encore, la technologie TSN permet également une solution plug-and-produce lorsque des applications supplémentaires telles que la vision industrielle et les caméras de mouvement sont ajoutées sur un réseau unifié./
En bref, c’est la convergence entre les réseaux informatiques et les réseaux OT qui permet les applications de l’industrie 4.0 et de l’IIoT. La TSN y parvient en reliant ces réseaux, ce qui crée des avantages significatifs en matière de connectivité réseau et réduit les coûts lors du déploiement des systèmes. Même si certaines personnes pensent à tort que la technologie TSN n’a pas encore fait ses preuves, elle est devenue bien plus que des commutateurs TSN, des automates, des servomoteurs et des E/S, et constitue un écosystème qui contribue à atteindre les objectifs des applications IIoT et Industrie 4.0.
*Source : Rapport du Comité fédéral de l’open market
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Article traduit et adapté du site partenaire Moxa “5 Things You Should Know That TSN Can Accomplish for the IIoT and Industry 4.0” et “What Is TSN?”.
