ME-44540 2-81-630-001-40 ●总线的复杂性带来的障碍
总线的复杂性不仅为制造现场带来复杂性，也同样为IT访问OT带来了巨大的障碍，因为为了不同的数据访问就得写不同的网络驱动程序，对于老的工厂采用的不同的物理介质的现场总线还需要配置额外的网络适配模块，然后就是在软件层面的驱动程序，即使采用实时以太网，语义仍然需要编写不同的接口程序，而丰富的现场总线与应用层组合出成千上万种可能，这使得IT为了配置网络、数据采集与连接、数据预处理等工作花费巨大，这使得实现这件工作缺乏经济性—这是技术推进难的首要障碍，如果无法经济的实施项目，那么就没有投入的必要。
●周期性与非周期性数据的传输
IT与OT数据的不同也使得网络需求差异，这使得往往采用不同的机制，对于OT而言，其控制任务是周期性的，因此采用的是周期性网络，多数采用轮询机制，由主站对从站分配时间片的模式，而IT数据往往是非周期性的，由于标准以太网无法满足周期性的确定性传输以及微秒级的实时性，才开发了POWERLINK、Profinet等基于以太网的协议，然而，这些都无法在一个网络里传输两种不同的数据。
●实时性的差异
由于实时性的需求不同，也使得IT与OT网络有差异，对于微秒级的运动控制任务而言，要求网络必须要非常低的***与抖动，而对于IT网络则往往对实时性没有特别的要求，但对数据负载有着要求。
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二 OPC UA TSN的角色
图3描述了OPC UA TSN在整个ISO-OSI模型中所处的位置，我们可以看到，OPC UA主要解决在应用层的问题，而TSN实质上是处于数据链路层。
图3-OPC UA和TSN在ISO-OSI模型中所处的位置
相对而言，OPC UA出现的更早一些，因此，我们先介绍OPCUA的角色与意义，再谈TSN。
2.1 OPC UA的角色与意义
OPC UA的角色
OPC UA扮演的角色主要基于下面的问题，在IEC关于互联技术报告中提到互联、互通、语义互操作多个层面的问题（图4中的不兼容、共存不考虑，互换目前无法做到），而OPC UA主要解决在语义互操作的问题上。
图4-IEC技术报告关于通信互联的层级定义
OPC UA的核心问题-信息模型
图5-OPC UA的架构
尽管OPC UA有非常多的使用原因，包括非盈利***、IEC标准、安全性，但是，对于智能制造而言，多个设备之间的协同（M2M）以及业务管理系统与产线的协同（B2M）、业务单元间的数据（B2B）都需要OPC UA的协同。
图6是一个针对塑料行业的信息模型—采用OPC UA标准与规范开发的，应用于注塑机与辅机、注塑机与MES系统之间的信息交互，而同样，OPC UA***会与OMAC/PackML—针对包装工业的垂直行业信息模型，MTConnect—针对机床工具、AutomationML—汽车工业、BacNet—针对楼宇、ISA-针对MES系统，以及各个现场总线***会***如PI、EPSG、ETG等合作，使得OPC UA成为共同支持的语义互操作层面的规范与标准。
图6-针对塑料行业的信息模型
而图7则是Industry 4.0中Administration Shell的定义采用OPC UA进行描述的示例。
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AB 变频器主板 1336F-B060-AA-EN 上的
全新 AB 变频器 CAT-1336F-B025-AA-EN-GM1 18.5KW
AB变频器 CAT-1336S-B010-AA-EN4-L4
AB变频器 CAT-1305-BA09A-HA2
AB变频器 1336F-8RF100-AA-EN
AB 变频器控制板 1336-L5 24VAC/DC[LESS ENCODER]
ＡＢ变频器面板 CAT 1201-AHS2
ＡＢ软启动器 ***C Dialog Plus 54A
ALLEN BRADLEY 1336-PB-SP23B NSPP 1336PBSP23B
AB1336变频器 充电控制板 1336-BP-SP23P
AB 变频器面板 CAT-1201-HA2
ＡＢ变频器面板20-HIM-A3
ABB 变频器 配件 ABB 3BSC980002R634
ABB 57619091D
ABB ACS140系列变频器ACS143-4K1-3
ABB变频器备件 BX5402 通讯板
ABB变频器备件 SADT307500R0001 SP3001
ABB变频器备件 SA3050A 3ADT307399R2
ABB变频器备件 SADT304100R0003 SG3601 9054
ABB510/550系列变频器配件 OMIO-01 CPU 板
ABB变频器 ACS800系列 CPU板 RMIO-02C
ABB变频器ACS60100703 55KW
ABB变频器ACS101-K75-1-C
ABB变频器 ACS401000532 4.0KW
ABB变频器ACS800系列大功率CPU板 RMIO-02C
CT 变频器 Variable Frequency Inverter V1850或1500 控制板
CT变频器 UNI3401
全新CT变频器CDE550 CTS001
CT 变频器 UNI2403 11KW
CT变频器18.5KW 电梯控制器Variable Frequency Inverter V 1850
CT变频器控制卡件UD70 Application module
CT变频器 UNI2403 驱动板 UD23 有故障
英国CT变频器主板 CT主板 UNI变频器主板
CT 变频器 UNI3401 驱动板
CT变频器 UNI1401
CT 变频器 通讯编程模块 ud70
英国 CT 软启动器 SFE1 SFE2