機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所副總工程師、教授級高工劉丹

隨著(zhù)信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)界由原來(lái)比較封閉的自動(dòng)化/運營(yíng)技術(shù)（Operation Technology，OT）領(lǐng)域，逐漸向信息技術(shù)（Information Technology，IT）領(lǐng)域開(kāi)放，OT和IT融合發(fā)展是工業(yè)通信必然的發(fā)展趨勢。

工業(yè)通信技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，其發(fā)展呈現現場(chǎng)層和控制層專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )向管理層通用網(wǎng)絡(luò )延伸，有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)補充，以及新使能技術(shù)（如TSN、5G）不斷融合應用的新趨勢。目前全球范圍內，工廠(chǎng)中新增工業(yè)自動(dòng)化控制系統主要基于工業(yè)以太網(wǎng)，新現場(chǎng)總線(xiàn)設備市場(chǎng)增長(cháng)緩慢或下降，可預見(jiàn)未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將替代傳統現場(chǎng)總線(xiàn)。由于時(shí)間敏感網(wǎng)（TSN）在傳統以太網(wǎng)上增加可提供確定性服務(wù)的各種功能和性能，滿(mǎn)足了工業(yè)應用對實(shí)時(shí)、硬實(shí)時(shí)性能需求而引起廣泛關(guān)注，現有工業(yè)以太網(wǎng)紛紛與之融合，未來(lái)TSN可將作為工廠(chǎng)底層網(wǎng)絡(luò )的統一標準。另外，在流程工業(yè)由于對物理層有總線(xiàn)供電、本質(zhì)安全等特殊要求，現在國內外正在開(kāi)展可用于流程工業(yè)的二線(xiàn)制以太網(wǎng)（SPE）或高級物理層（APL）技術(shù)研究和應用。5G移動(dòng)通信因其超低延時(shí)、超高帶寬、廣連接而成為當前工業(yè)通信最熱點(diǎn)技術(shù)之一。目前，5G已在視頻檢測、云化機器人、智能物流等工業(yè)應用方面得到成功應用案例，但5G在底層自動(dòng)化控制、機器與機器（M2M）通信等實(shí)時(shí)通信方面的應用還處于研究試驗階段。

智能制造的基本功能要素之一是實(shí)現工廠(chǎng)業(yè)務(wù)管理、制造執行和自動(dòng)控制系統間的縱向集成，這就要求工業(yè)通信不僅僅是數據的傳輸，更是基于語(yǔ)義的互操作。OPC UA是新一代的基于語(yǔ)義和面向服務(wù)架構（SOA）的OPC規范，將傳統OPC的所有功能集成到一個(gè)可擴展框架，并實(shí)現了跨平臺支持。鑒于其強大的建模能力，OPA UA天然適合用于工廠(chǎng)IT系統和OT系統的集成與互聯(lián)互通。

智能傳感器、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術(shù)作為賦能技術(shù)，必將大幅提升工業(yè)自動(dòng)化控制系統和工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )的功能性能并促使其向智能化加速發(fā)展。當引入了新一代信息技術(shù)，從大系統大網(wǎng)絡(luò )角度，工業(yè)自動(dòng)化控制系統架構將演變成具有泛在感知、精準控制、優(yōu)化反饋、智能決策等智能化功能的智能工業(yè)系統和工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)質(zhì)上也是向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的演變。這些使能技術(shù)加速了制造模式的創(chuàng )新和智能制造系統的演進(jìn)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年5月刊