صنعت پتروشيمي

بازگشت به آينده - پايداري و آبكاري انتخابينگاهي به اينكه چگونه صنعت پتروشيمي مي تواند در آينده با نگاهي به يك فناوري قديمي اما كم استفاده: آبكاري انتخابي ، فعاليتهاي خود را اثبات كند.
توني آرانا13 آوريل 2021
من سهام 485339173با اجازه SIFCO ASCصنعت پتروشيمي با چالش هاي متعددي از جمله COVID-19 و تغيير جهان در زمينه سوخت هاي فسيلي و پلاستيك ساخت ريموت كنترل صنعتي روبرو شده است. در نتيجه ،DOP110WS بخش به دنبال راههاي پايدارتر و مقرون به صرفه تري براي مديريت عمليات است و تعمير و نگهداري در كانون توجه قرار دارد. در اينجا ، توني آرانا ، مدير فروش Southwest در SIFCO ASC ، به بررسي نحوه صنعت در آينده مي پردازد-با نگاهي به يك فناوري قديمي اما استفاده نشده: آبكاري انتخابي.

در حال حاضر صنعت پتروشيمي از هر طرف ضربه مي خورد.
اول ، به عنوان يك صنعت از قله ها و ناهمواري ها ، در حال حاضر در حال وارد شدن به يك دور چرخه بود. سپس كوويد -19 آمد و حمل و نقل و فروش را تحت تأثير قرار داد. عوامل ديگري نيز وجود دارد و مهمترين آن آگاهي فزاينده از آسيب هاي زيست محيطي ناشي از پلاستيك هاي توليد شده توسط پتروشيمي است و فشار عمومي و قوانين باعث كاهش چشمگير توليد و استفاده از آن مي شود. تا آنجا كه تعهد جهاني اقتصاد پلاستيك جديد توسط 250 سازمان امضا شده است كه مجموعاً 20 درصد از بسته بندي پلاستيكي جهان را تشكيل مي دهند.
براي پيچيده شدن اين مشكلات ، ميلياردها دلار در حال حاضر به پالايشگاه ها و كارخانه هاي فرآوري جديد اختصاص داده شده است. به عنوان مثال ، در تگزاس ، بين سالهاي 2014 تا 2019 تقريباً 120 ميليارد دلار در تأسيسات جديد سرمايه گذاري شد. اين يك داستان مشابه در آسيا و خاورميانه است.
با اين "طوفان كامل" از تقاضاي آهسته و ظرفيت مازاد ، اين بخش با چالش هاي مالي قابل توجهي روبرو است ، به طوري كه برخي از مفسران بدبين پيش بيني مي كنند سقوط بزرگي در پنج سال آينده رخ دهد. اگرچه برخي از محصولات پتروشيمي - از جمله اتيلن و پروپيلن - به احتمال زياد از رشد مداوم برخوردار خواهند بود ، اما تصوير كلي بسيار چالش برانگيز است و شركت هاي پتروشيمي مجبور هستند تا هر كجا كه مي توانند كارآيي پيدا كنند.
اين امر تمركز بيشتري را بر فعاليتهاي تعمير و نگهداري آورده است. هميشه مهم است ، در حال حاضر بحراني تر از هميشه شده است.
يك حركت بي وقفه براي بهره وريشكي نيست كه تعمير و نگهداري موثر برنامه ريزي شده مي تواند به حداقل رساندن زمان خرابي و بهبود بهره وري كمك كند. كسب و كارها بايد زمان و منابع خود را بهينه كنند ، بنابراين توجه بيشتري به تكنيك ها و روش هاي تعمير دارند. هر چيزي كه بتواند نتايج قابل اطمينان و مقرون به صرفه را ارائه دهد ، بايد مورد توجه قرار گيرد-كه آبكاري انتخابي را به قاب مي آورد.
اگرچه اين يك فناوري قديمي است كه بيش از 50 سال است كه در محيط هاي سخت-از جمله هوافضا ، نظامي و نفت و گاز-مزايايي را به همراه دارد ، اما تا حد زيادي با ساير روشهاي تعمير در صنعت پتروشيمي جايگزين شده است.
با اين حال ، امروزه كسب و كارها ارزش منحصر به فرد آن را كه شامل سرعت ، قابليت حمل و عملكرد با كيفيت بالا است ، دوباره كشف كرده اند. انتخابي - يا آبكاري قلم مويي كه در غير اين صورت شناخته شده است - مي تواند درجا اعمال شود و بنابراين براي تعميرات سريع و اجزاي با هندسه پيچيده ايده آل است. اين ذخاير مي توانند شرايط عملياتي شديد صنعت پتروشيمي را تحمل كرده و آن را به يك برنامه ارزشمند براي برنامه هاي تعمير و نگهداري تبديل كنند.
آبكاري انتخابي - فناوريآبكاري انتخابي از اصول ساخت ريموت كنترل صنعتي اوليه الكتروشيميايي استفاده مي كند. محلول الكتروليت حاوي يونهاي فلز رسوبدهنده بين قسمت بارگذاري شده منفي و ابزار آبكاري مثبت يا آند معرفي مي شود. جريان مستقيم از طريق منبع تغذيه قابل حمل اعمال مي شود و به كاربر كنترل مستقيم و دقيق بر آمپر ، ولتاژ و زمان آبكاري مي دهد. مدار هنگامي تكميل مي شود كه آند با سطح قسمتي كه آبكاري شده تماس مي گيرد.
ويژگي هاي كليدي طراحي روي ابزار (كه معمولاً به عنوان آند شناخته مي شود) اطمينان مي دهد كه الكتروليت به طور مساوي توزيع شده است. نتيجه نهايي يك رسوب فلزي متراكم و چسبيده است. علاوه بر اين ، اين فناوري امكان انتخاب بيش از 50 محلول فلزي يا آلياژي را فراهم مي كند ، به اين معني كه برنامه ها را مي توان با ويژگي هاي خاص سفارشي كرد. به عنوان مثال ، در مواردي كه قطعات ماشينكاري نادرست شده اند و يا ضربات بدي دارند ، مي توان از مس براي ساخت مجدد قطعه استفاده كرد ، در حالي كه از نيكل مي توان براي محافظت در برابر سايش يا خوردگي مواد شيميايي يا بخار استفاده كرد.
آبكاري انتخابي طول عمر و تجديد تعميرات ريموت كنترل ساگا حيات اخير آن را مديون عوامل متعددي است.
عامل تطبيق پذيريآبكاري انتخابي يك فناوري بسيار متنوع است. علاوه بر اينكه مي توان قطرهاي داخلي و خارجي را به سرعت به اندازه قبلي بازگرداند ، مي توان از آن براي ترميم عيوب بسيار موضعي در حالي كه تجهيزات هنوز درجا هستند استفاده كرد. يك پوشش مقاوم در برابر سايش يا خوردگي را مي توان دقيقاً در مكان مورد نياز استفاده كرد و تاخيرها و زمان خرابي ناشي از جدا كردن تجهيزات و صفحه مخزن كل قسمت را از بين برد.
پتر معموليكاربردهاي شيميايي براي آبكاري گزينشي شامل ترميم عيوب و حفاظت در برابر خوردگي و پيش لحيم كاري و ضد گالينگ و همچنين بهبود سختي و مقاومت در برابر سايش است. مخصوصاً براي كاربردهايي مانند كمپرسور ، شيرآلات و بدنه براي توربين ها و پمپ ها مفيد است.
كاربردهاي معمولي پتروشيمي براي آبكاري گزينشي شامل ترميم عيوب و حفاظت در برابر خوردگي و پيش لحيم كاري و ضد گالينگ و همچنين بهبود سختي و مقاومت در برابر سايش است.كاربردهاي معمولي پتروشيمي براي آبكاري گزينشي شامل ترميم عيوب و حفاظت در برابر خوردگي و پيش لحيم كاري و ضد گالينگ و همچنين بهبود سختي و مقاومت در برابر سايش است.با اجازه SIFCO ASCعامل كيفيتآبكاري انتخابي كه توسط تكنسين هاي ماهر و كاملاً آموزش ديده ارائه شده است ، پيوندهاي مولكولي عميق و قوي بين بستر و پوشش ايجاد مي كند. تحقيقات نشان مي دهد كه اين نسبت به اسپري حرارتي و روكش هاي اپوكسي پر از فلز برتري دارد.
اين دو فناوري شكل متفاوتي از پيوند دارند - مكانيكي ، در مورد پوشش هاي اسپري ، و نوعي "چسب" در مورد اپوكسي. اين پوشش ها معمولاً ضريب چسبندگي بين 1500 تا 5000 psi را به دست مي آورند. آزمايش هاي چسبندگي نشان مي دهد كه رسوبات انتخابي با آبكاري بيش از 10000 psi به دست مي آورند. اين ، همراه با طيف وسيعي از تأييدات تعميرات ريموت كنترل ساگا از جمله استانداردهاي AMS 2451 و MIL-STD-865_D ، تضمين كيفيت مورد نياز متخصصان تعمير و نگهداري را فراهم مي كند.
ضريب اطمينانآبكاري انتخابي همچنين در برابر يكي ديگر از نيازهاي كليدي متخصصان تعمير و نگهداري - قابليت اطمينان ارائه مي شود. اپراتورها با توانايي تعمير يا افزايش مقاومت در برابر خوردگي قطعات خاص بدون نياز به برداشتن آنها ، مي توانند تجهيزات را در زمان خرابي برنامه ريزي شده نگه دارند.
عامل صرفه جويي در هزينهآبكاري انتخابي نيز ثابت شده است كه يك فناوري فوق العاده مقرون به صرفه است ، نه تنها به دليل اينكه قابل حمل است. در اصل ، شما به جاي اين كه مجبور شويد قطعه را از دستگاه جدا كرده و براي تعمير بفرستيد ، راه حل را به قطعه برسانيد ، زيرا اغلب اين كار در يك روز كاري اتفاق مي افتد.
براي نيازهاي حجم بالا نمايندگي ريموت كنترل ساگا، اين فرايند حتي مي تواند به صورت خودكار انجام شود تا بهبود بهره وري بيشتري را ارائه دهد. نكته مهم اين است كه با انجام تعميرات روي قطعات كار ، نياز به ماشينكاري قبل و بعد از ماشين كاهش مي يابد ، زيرا رسوب را مي توان در اندازه اندود كرد. همه اين عوامل بدون آسيب رساندن به كيفيت ، هزينه قابل توجهي را به همراه دارند.
يك مطالعه موردي-ترميم نقص مقرون به صرفهيكي از مشتريان ما دچار آسيب ديدگي در دوك دريچه دروازه مي شد ، با عيب هايي بين 0.060 اينچ عرض 0.030 اينچ عمق تا 6-8 اينچ طول. تعويض هر دوك 8000 دلار هزينه خواهد داشت ، بنابراين تعمير گزينه ترجيحي بود. با اين حال ، زمان سفارش تعمير مشتري در حدود 10 هفته ، با نياز انواع ريموت كنترل جرثقيل اضافي براي اخذ گواهينامه هسته اي ، اعلام شد.
آبكاري انتخابي راه حل بسيار م effectiveثرتري ارائه داد. ما اسپيندل را با يك Dremel به عقب پوشانده ايم ، قبل از اين كه با انتخاب گچ با مس ، امتياز را به ابعاد اصلي خود برگردانيم. سپس اين را با يك سپرده مخصوص نيكل سولفامات پوشانده ايم تا مقاومت بيشتري در برابر سايش و خوردگي ايجاد كند. اين كار در عرض هفت ساعت انجام شد - يك شيفت كاري واحد - در زمان و هزينه قابل توجهي صرفه جويي شد.
يك فناوري پايدار ، از تعهدات CSR پشتيباني مي كنديكي از مزاياي نهايي آبكاري انتخابي در مسئله پايداري نهفته است - تمركز بزرگي براي صنعت پتروشيمي. داده هاي منتشر شده توسط برنامه جهاني كاهش گازهاي گلخانه اي (GGFR) بانك جهاني نشان مي دهد كه شعله ور شدن گاز حدود 145 ميليارد متر مكعب در جو منتشر مي كند - معادل 270 ميليون تن انتشار CO2.
بنابراين حتي يك دوره كوتاه مدت خرابي برنامه ريزي نشده مي تواند تأثيرات زيست محيطي داشته باشد ، بنابراين شركت هاي پتروشيمي تحت فشار هستند تا عمليات خود را به سرعت بازگردانند. آبكاري انتخابي سهم مهمي در اين زمينه دارد.
علاوه بر اين ، آبكاري انتخابي از مواد شيميايي كمتري نسبت به ساير فرآيندها استفاده مي كند و فاضلاب بسيار كمي توليد مي كند. و قابليت حمل آن آلايندگي ها و هزينه هاي مربوط به حمل و نقل قطعات را براي تعمير كاهش مي دهد ، همانطور كه در آبكاري مخزن ضروري است. در نوع خود ، فن آوري آبكاري قلم مو به منظور به حداقل رساندن ضايعات و انتشارات سمي يا خطرناك طراحي شده است.
امتحان شده ، آزمايش شده و مورد اعتماد استبه طور خلاصه ، صنعت پتروشيمي با تحولات بي سابقه اي روبرو است ، زيرا تمركز جهان از سوخت هاي فسيلي و پلاستيك ها دور شده و به راه حل هاي پايدارتري رسيده است.
در مواجهه با افزايش نظارت قانون و فشار بر بهره وري و حاشيه سود ، شركت هاي پتروشيمي بايد در هر زمينه اي از كار خود كارآيي را افزايش دهند. آبكاري انتخابي با قابليت هاي قوي و اثبات شده در پايداري ، صرفه جويي در هزينه و كيفيت ، hmi 7 اينچي يك فناوري آزمايش شده است انواع ريموت كنترل جرثقيل كه مي تواند به صنعت در حل اين چالش ها با اطمينان و كيفيت كمك كند.
توني آرانا مدير فروش جنوب غربي در SIFCO ASC است. SIFCO ASC يك رهبر جهاني استدر محلول هاي انتخابي آبكاري SIFCO ASC كه يك شركت Quaker Houghton است ، راه حل هاي انتخابي قلم موي كاربردي و مقرون به صرفه اي را براي بهبود عملكرد قطعات و كاهش هزينه هاي توليد از طريق حفاظت در برابر خوردگي ، افزايش مقاومت در برابر سايش ، افزايش سختي ، بهبود هدايت ، ضد گال يا لغزش ارائه مي دهد. براي كسب اطلاعات بيشتر به www.sifcoasc.com مراجعه كنيد.

با ظهور شبكه‌هاي حساس به زمان (TSN)، شبكه‌هاي اترنت عملكرد جديدي براي زمان‌بندي انتقال اطلاعات دريافت كردند. برخلاف رويكردهاي اولويت دقيق و دور روبين، TSN امكان كنترل دقيق زمان خروج يك بسته از هر گره را فراهم مي كند. در حالي كه اين ممكن است اضافه‌اي جزئي به نظر برسد، TSN به يك ويژگي ضروري تبديل شده است تا امكان همزيستي انواع ترافيك مختلف در يك اتصال مشترك را فراهم كند، و اين براي پيوندهاي با پهناي باند كوچك و همچنين لينك‌هاي با ظرفيت بالا صادق است.
قياس با حمل و نقل عمومي ويژگي هاي جديد را توضيح مي دهد. در شهري كه من در آلمان زندگي مي كنم، دولت شهر مصمم است تا حمل و نقل عمومي محلي ما را بهينه كند. بهينه‌سازي به معناي بهبود زمان‌بندي است كه بدون كاهش ظرفيت براي كاربران به قابليت پيش‌بيني براي مسافران تبديل مي‌شود. اين امر با پايانه‌هاي بهينه‌سازي شده به دست مي‌آيد كه امكان تغيير ترتيب اتوبوس‌ها را براي رسيدن به زمان‌هاي حركت برنامه‌ريزي‌شده و با چراغ‌هاي راهنمايي هوشمند در تقاطع‌هاي بين ايستگاه‌ها فراهم مي‌كند. هر ظرفيتي كه هنوز در خيابان ها باقي مانده است را مي توان با حمل و نقل خصوصي به بهترين نحو پر كرد.
ترافيك در خيابان هاي عمومي يك سيستم حساس به زمان است. شباهت‌هاي زيادي با شبكه‌هاي حساس به زمان در پيوندهاي اترنت مشترك وجود دارد.
يك سيستم حمل و نقل جامد از يك برنامه زمانبندي گسترده شبكه پيروي مي كند. اين برنامه براي مطابقت با خدمات مورد نياز كه كاربران براي آن پرداخت مي كنند محاسبه مي شود. يك برنامه به صورت مركزي تنظيم مي شود و به جدول زماني براي هر ايستگاه و پايانه كه اتوبوس ها از آنجا حركت مي كنند و همچنين براي هر تقاطع منجر مي شود. شبكه را مي توان تقريباً به سه حوزه تقسيم كرد: پيكربندي متمركز، ايستگاه هاي پايانه / (پايان)، اتصالات و پل ها همانطور كه در شكل 1 نشان داده شده است.
 
 


شكل 1: دامنه ها در يك سيستم با برنامه زماني گسترده شبكه
فهرست زير روش‌هاي فني در TSN را دسته‌بندي مي‌كند و عبارات در انتهاي هر گلوله عنصر مربوطه IEEE 802.1Q-2018 را تعريف مي‌كند. اتوماسيون صنعتي از تمامي اين روش ها استفاده مي كند.
پيكربندي متمركزروابط ترافيكي و پل هاي بين آنها را شناسايي مي كند و برنامه زماني را محاسبه مي كندà پيكربندي شبكه مركزي (CNC)زمان حركت و رسيدن را براي هر سرويس و هر ايستگاه تعريف مي كندà پيكربندي كاربر مركزي (CUC)پايانه ها / (پايان) ايستگاه هاهمه ايستگاه ها همگام هستند، يعني با يك زمان از روز كار مي كنندپروتكل زمان دقيق تعميم يافته (gPTP)ايستگاه ها مي دانند كه كدام ترابري متعلق به كدام سرويس است و از جدول زماني معتبر حركت ها اطلاع دارند.à شناسايي جريانتوالي وسايل نقليه را مي توان در ايستگاه مرتب كرد، به طوري كه جدول زماني جداگانه آنها رعايت شودà صف هااتصالات و پل هاچراغ هاي راهنمايي نسبت به جدول زماني آگاهي دارندà ليست كنترل دروازه (GCL)اين شبكه مي‌تواند ترافيك ديگر را در موارد اضطراري مانند خودروهاي اورژانس يا آتش نشاني متوقف كندà Pre-emption و Interspersing Trafficشبكه روش ها و الگوريتم هايي را براي كنترل پيك هاي برنامه ريزي نشده مي شناسدà فيلترينگ و پليس در هر جريان (PSFP)استاندارد آتي IEC/IEEE 60802 مشخصاتي را براي انتخاب توابع و ابعاد آنها براي كاربردهاي صنعتي تعريف مي كند. مانيتور صنعتي hmi اصطلاح "TSN-IA" براي اين پروفايل معرفي شده است. دو كلاس انطباق تعريف شده است: كلاس انطباق A (ccA) براي دستگاه هاي داراي ويژگي، كلاس انطباق B (ccB) براي دستگاه هاي داراي محدوديت منابع. هر دو ccA و ccB مي توانند در يك شبكه همزيستي داشته باشند و با يكديگر كار كنند.
توجه: اين مقاله بر روي ويژگي هاي IEEE 802.1Q-2008 تمركز دارد. TSN همچنين شامل ويژگي هايي فراتر از اين محدوده است، به عنوان مثال افزونگي بدون درز طبق IEEE 802.1CB، همچنين به عنوان Replication and Elimination (FRER) شناخته مي شود كه در اينجا مورد بحث قرار نمي گيرد.
پيكربندي متمركز
براي يك شبكه آگاه از زمان، يك برنامه زماني مشترك ضروري است. پيكربندي شبكه مركزي (CNC) اطلاعاتي در مورد انواع ترافيك دارد و مي تواند اطلاعات مربوط به تمام ايستگاه ها، پل ها و همه محله ها را بازيابي كند (كشف توپولوژي). همچنين زمان سفر بين عناصر شبكه مشخص است. دقيقاً يك CNC فعال در هر شبكه وجود دارد.
مشابه يك شبكه در حمل و نقل عمومي، يك CNC مي تواند برنامه زماني را محاسبه كند كه به انواع ترافيك اجازه مي دهد تا به كيفيت خدمات خود برسند و از منابع شبكه موجود به روشي بهينه استفاده كنند. اين سرويسي است كه به صورت ناهمزمان اجرا مي شود، يعني قبل از شروع ترافيك.
يك ارتباط مداوم بين CNC و پل ها وجود دارد و امكان دسترسي به اطلاعات توپولوژي و دانلود تنظيمات به روز شده در پل ها را فراهم مي كند.
پيكربندي كاربر مركزي (CUC) با هر ايستگاه ارتباط برقرار مي كند. مراقبت از ارسال خدمات مناسب در زمان مناسب است. اين خدمات مي تواند شامل موارد زير باشد:
ترافيك با ضرب الاجل دقيق براي رسيدنترافيك چرخه‌اي با محدوديت‌هاي تاخيرترافيك AVB با پهناي باند مورد نيازترافيك را با اولويت دقيق و الزامات قابل اطمينان كنترل كنيدبهترين تلاشي كه در صورت امكان ارسال مي‌شود، اما ممكن است ناديده گرفته شود.اين خدمات در انواع مختلف ترافيك كه در شكل 2 ذكر شده است حمل مي شوند
 


 
شكل 2: انواع مختلف ترافيك يكي را به اشتراك مي گذارندپيوند داده و ويژگي هوايي خود را حفظ كنيد
ليست بالا ساده شده است، اما به خوبي نشان مي دهد كه هر يك از انواع ترافيك بايد در هر ايستگاه به طور متفاوتي مديريت شود. در قياس با حمل و نقل عمومي، اتوبوس هاي سريع السير، خدمات استاندارد و ساير ترافيك هاي فردي ممكن است در يك خيابان وجود داشته باشند، اما مديريت متفاوتي را در ايستگاه ها تجربه مي كنند. برخلاف CNC ها، چندين CUC مي توانند در يك شبكه باشند. اين قابل مقايسه با چندين باربري است كه خيابان هاي مشابهي دارند.
كلاس هاي انطباق آتي IEEE در اينجا نقش دارند: كلاس انطباق A (ccA) مي تواند هشت صف را براي مديريت سرويس هاي مختلف مديريت كند. ccB مي تواند چهار صف را مديريت كند. كلاس هاي انطباق اندازه ايستگاه ها و پل را مشخص مي كنند. ccA داراي پيچيدگي بيشتر، حافظه بيشتر، اندازه بزرگتر در سيليكون نسبت به ccB است، در نتيجه مي تواند انواع مختلف ترافيك بيشتري را به طور مستقل مديريت كند.
پايانه ها، (پايان) ايستگاه ها
ايستگاه ها گره هايي هستند كه واحدها را به اتصالات ارسال و دريافت مي كنند. اصطلاح "ايستگاه پاياني" ممكن است در نگاه اول گمراه كننده باشد، اما خود را در قياس با خدمات حمل و نقل كه مي تواند در هر ايستگاه شروع و پايان يابد، توضيح مي دهد.
خدمات از يك برنامه پيروي مي كنند، و به همين دليل است كه هر ايستگاه پاياني متصل بايد در يك زمان همگام شود. پروتكل هاي اساسي اساساً از IEEE 1588 شناخته شده اند و ايستگاه ها اغلب به عنوان عناصر شبكه با ساعت معمولي يا ساعت شفاف عمل مي كنند.
ميكروكنترلري كه در ايستگاه تعبيه شده است داراي يك سرويس اولويت بندي شده به نام پروتكل زمان دقيق عمومي (gPTP) است. دو ايستگاه مجاور مي توانند به دقت حدود 10 ns دست يابند، بين تمام ايستگاه هاي يك شبكه نبايد از چند صد نانوثانيه تجاوز كرد. شبكه هاي بي سيم ممكن است داراي انحرافات بزرگ تري باشند.
از آنجايي كه ايستگاه ها هم مبدأ و هم مقصد تردد هستند، وظيفه آنها برچسب گذاري صحيح واحدهاي حمل و نقل است. اين برچسب يك برچسب در فريم اترنت (لايه 2) است. رايج ترين استفاده از اولويت هاي VLAN (Priority Code Point، PCP) براي شناسايي نوع ترافيك است. در پيشنهادات جديدتر، گزينه‌هاي بيشتري براي برچسب‌گذاري جريان‌ها نيز مورد بحث قرار مي‌گيرد تا بتوان از هر الگوي در فريم اترنت استفاده كرد (IEEE 802.1CBdb). فراتر از اين، روش هايي نيز براي استفاده از لايه 3 (بسته IP) با IP Interception براي تعيين نوع ترافيك وجود دارد.
اصطلاح رايج براي تخصيص ويژگي ها به يك فريم، Stream Identification است. هر فريم بايد در هر ايستگاه براي برچسب اسكن شود تا نحوه كار با آن در نقطه خروج ايستگاه مشخص شود.
ايستگاه‌ها فريم‌هاي اترنت را مرتب مي‌كنند و ترافيك برنامه‌ريزي شده را دقيقاً در زمان مناسب براي برآورده كردن زمان‌بندي داده شده ارسال مي‌كنند. حداكثر هشت صف موازي در نقطه خروجي يك ايستگاه كه مي تواند حاوي چندين فريم اترنت باشد اين امكان را مي دهد. گيت هاي كنترل شده با زمان به داده ها اجازه مي دهند در زمان مناسب از صف خارج شوند.
 


 
شكل 3: صف ها را قادر مي سازد تا زمان هاي خروج را براي هر نوع ترافيك تنظيم كنند
اين همه بايد براي هر بسته خروجي انجام شود و ممكن است منجر به بار پردازشي بالايي براي ايستگاه شود. استفاده از شناسايي جريان، مديريت صف و گيت هاي كنترل شده با زمان معمولاً در منطق اختصاصي براي تخليه نرم افزار و افزايش دقت زمان است. چنين عناصر شبكه از منطق قابل برنامه ريزي در FPGA يا SoC هاي قابل برنامه ريزي ميكروكد براي تحقق اين عملكرد استفاده مي كنند. فروشندگان FPGA مانند Xilinx بلوك هاي اختصاصي براي اين كار در كاتالوگ IP خود دارند.
اتصالات و پل ها
اتصالات و پل ها زيرساختي را براي اتصال ايستگاه ها ايجاد مي كنند. در مثال حمل‌ونقل عمومي، اتصالات خيابان‌ها و پل‌ها اتصالاتي هستند كه در آن ترافيك از چندين منبع مي‌تواند ادغام شود.
در حالي كه كابل كشي بين پل ها ثابت است، پل ها به طور فعال توزيع ترافيك بين چندين اتصال را كنترل مي كنند. شناسايي جريان در آنجا مانند ايستگاه‌ها مورد نياز است. در هر پورت خروجي، فريم هاي اترنت بايد از گيت هاي كنترل شده با زمان عبور كنند كه از يك ليست كنترل دروازه (GCL) پيروي مي كنند، همانطور كه در شكل 4 نشان داده شده است. فواصل زماني براي كنترل گيت ها در محدوده چند صد ميكروثانيه تا چند ميلي ثانيه است. زمان باز شدن دروازه ها از 50 ميكروثانيه تا ميلي ثانيه است.
 
 


شكل 4: ليست كنترل دروازه (GCL) براي دروازه هاي آگاه از زمان
گيتي كه براي مدت طولاني غير ضروري باز باشد ظرفيت شبكه را كاهش مي دهد. به همين دليل است كه پل ها معمولاً دقيقاً مي دانند كه يك قاب برنامه ريزي شده چه زماني مي رسد. دروازه‌هاي باز با دقت زماني بالا يك عملكرد سخت‌افزاري در سيستم‌هاي مدرن مجهز به TSN روي تراشه (SoC) و همچنين برخي از FPGA ها است. اغلب پل ها داراي كلاس انطباق A هستند، حتي اگر تمام ايستگاه هاي متصل از كلاس انطباق B باشند.
بازگشت به قياس با چراغ راهنمايي: تغيير به "سبز" مستلزم آن است كه مسيرهاي ديگر به اندازه كافي زودتر متوقف شوند تا از برخورد جلوگيري شود. يك باند نگهبان تضمين مي كند كه زمان كافي وجود دارد كه ترافيك از جهت ديگر قبل از باز شدن دروازه بعدي به طور كامل عبور كند. باند محافظ ايمن همچنين منجر به از دست رفتن پهناي باند مي شود.
TSN ترافيك Pre-emption و Interspersing Traffic را براي كاهش اين اتلاف توان معرفي مي كند. ترافيك با اولويت كمتر را مي توان به قطعات كوچكتر تقسيم كرد، به طوري كه نوار محافظ بسيار كوچك مي شود. اين اجازه مي دهد تا ترافيك با بالاتراولويت بايد حمل شود، حتي اگر يك قاب بلند با اولويت كمتر از قبل از اتصال استفاده كند.
همه اينها در صورتي كه بار اضافي با ترافيك اولويت بالا در شبكه وجود نداشته باشد به خوبي كار مي كند. اضافه بار ممكن است نتيجه يك برنامه خراب باشد كه از محدوديت هاي ترافيكي آن فراتر رفته است. فيلترينگ و پليس‌گذاري در هر جريان (PSFP) مي‌تواند معيارها را اعمال كند و ترافيك را براساس خط‌مشي‌ها فيلتر كند. اين يك ويژگي امنيتي شبكه است كه شبكه را عملياتي نگه مي دارد.
نتيجه
حيرت‌انگيز است كه چگونه روش‌هاي ما از مديريت ترافيك براي مسيرهاي فيزيكي و شيوه‌هاي TSN همبستگي دارند. تهيه مسيرها از طريق يك شبكه برنامه ريزي شده به استفاده بهينه از منابع شبكه كمك مي كند در حالي كه ظرفيت باقي مانده را مي توان براي بهترين ترافيك استفاده كرد.
آگاهي از زمان در هر ايستگاه و در هر پل در شبكه مورد نياز است. از آنجايي كه براي دستيابي به زمان خروج مناسب در درگاه‌هاي خروج، هر فريم بايد شناسايي شده و بر اساس سرويس آن مديريت شود، TSN نياز به جبر دارد. سيستم‌هاي داراي TSN روي تراشه و FPGA را مي‌توان طوري برنامه‌ريزي كرد كه ويژگي‌هاي منطق ديجيتال را با لرزش فريم كم يا بدون فريم ارائه كند، و اين راه‌حل‌هاي قابل برنامه‌ريزي تضمين مي‌كنند كه افزونه‌ها مي‌توانند در شبكه‌هاي موجود ارتقا داده شوند تا شبكه شما با سرعت و كارايي بهينه كار كند.
توسط مايكل زاپك، رهبر بازاريابي صنعتي، صنعتي، چشم انداز، بهداشت و درمان و علوم، Xilinx