當前，全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，大國戰略博弈進(jìn)一步聚焦制造業(yè)，美國“先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)導力戰略”、德國“國家工業(yè)戰略 2030”等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰略，均以智能制造為主要抓手。通俗的講，想要智能化，先要數字化，想要數字化，先要網(wǎng)絡(luò )化。網(wǎng)絡(luò )化是邁向智能制造的基礎，而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化的前提是工業(yè)通訊。

一直以來(lái)，工業(yè)通訊技術(shù)與工業(yè)控制系統相伴而生，是工業(yè)控制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。而隨著(zhù)數字化時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)控制系統網(wǎng)絡(luò )化、數字化發(fā)展進(jìn)程不斷深入，其對于工業(yè)通訊技術(shù)的需求也日益提升。

以現場(chǎng)總線(xiàn)為例，目前世界上存在著(zhù)大約40余種，很多公司都有其各自的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，彼此的開(kāi)放性和互操作性難以統一，不同的總線(xiàn)標準造成了新的壁壘，使得不同總線(xiàn)設備間無(wú)法互聯(lián)。與傳統總線(xiàn)相比，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)統一采用標準的IEEE802.3網(wǎng)絡(luò )，在這個(gè)層面上各廠(chǎng)家實(shí)現了統一。但實(shí)時(shí)以太網(wǎng)基于原有的三層網(wǎng)絡(luò )架構（物理層、數據鏈路層、應用層），在應用層采用了諸如PROFINET、EtherCAT等協(xié)議，因此實(shí)時(shí)以太網(wǎng)只統一了物理層與數據鏈路層的問(wèn)題，在應用層面的這些協(xié)議各廠(chǎng)家依然無(wú)法互通。

隨著(zhù)國家智能制造戰略的深入，IT與OT的融合進(jìn)程加速，現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)桎梏于標準之爭，導致自動(dòng)化系統內部的橫向通信、與下層現場(chǎng)傳感和數據采集層及上層企業(yè)管理系統的縱向通信受限，無(wú)法解決的互聯(lián)互通問(wèn)題成為阻礙。OPC UA、TSN兩大標準的發(fā)展，為面向未來(lái)的工業(yè)通信帶來(lái)新的機遇。

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，是實(shí)現工業(yè)“萬(wàn)物互聯(lián)”的關(guān)鍵標準。OPC UA解決了上層問(wèn)題，對于底層數據，下一代工業(yè)總線(xiàn)標準TSN開(kāi)始登場(chǎng)，在實(shí)現微秒級時(shí)延以及納秒級抖動(dòng)的基礎上，同時(shí)也定義了時(shí)間同步、數據調度、資源管理等多種優(yōu)化機制。IT與OT融合的諸多問(wèn)題被逐一解決，打通了從決策層到執行層的全業(yè)務(wù)流程。

工業(yè)通訊是為滿(mǎn)足工業(yè)更為簡(jiǎn)單的連接、更便捷的工程集成、更為開(kāi)放的訴求，其發(fā)展是基于用戶(hù)需求不斷融合、簡(jiǎn)化的過(guò)程。從最初總是與工業(yè)控制系統集成在一起的“沒(méi)有存在感”，到現在有著(zhù)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的影響力，工業(yè)通訊的價(jià)值已日漸凸顯，不僅得到了業(yè)內空前的重視，其技術(shù)本身也在不斷發(fā)展、日臻完善。

相信，在數字智能時(shí)代，工業(yè)通訊前景廣闊、未來(lái)可期！

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年5月刊