简介:摘要:通信作为万物互联的核心基础,每次的技术革新,将引领了工业革命浪潮,形成一个灵活度高,具有个性化、智能化的生产模式。同时“工业 4.0”最终需要实现的目标是制造业向智能化的方向转型,就离不开信息通信技术的支撑。 “工业 4.0”主要可以分为两大部分,第一部分是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。第二部分是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及 3D技术在工业生产过程中的应用等,本文主要论述了通信技术在“智能生产”方面起到的关键性作用。
简介:摘要在绝大多数工业控制通信方面都是采用现场总线技术方式来实现的。但长期以来现场总线种类繁多、同时又没有统一标准而导致互不兼容,使得系统集成和信息集成面临着巨大挑战,所以引入了应用广泛、高速率、低成本的以太网技术。但以太网的可靠性和实时性比较差,难以适应工业控制的要求,故相关组织对以太网进行了一些扩展,称为工业以太网。随着工业4.0的发展,相信工业以太网技术将越来越重要。本文就常见工业以太网通信协议简介及应用作出阐述。
简介:摘 要:智能技术的发展带动了工业物联网的智能化变革,5G网络技术加持下的物联网、3D可视化等技术的应用,正帮助企业在工业网络中的生产、物流、销售等环节全方位进行智能化革命。“5G+工业网络”的推广,一定意义上可以起“弯道超车”作用,让数字化转型升级插上“智能化”的翅膀,在加速传统工业数字化进程的同时,为高质量发展创造新机遇、注入新动能。 关键词:5G;工业网络;通信技术;工业数字化 1 传统工业网络的特点 传统工业网络的定义是指,用于工业生产制造系统的一种辅助通信系统,通过数字通信技术实现生产和管理数据流的双向、多站点间的数字化流通。目前,按照开放场景划分,工业网络分为专用封闭型、开放型和标准型工业网络三种,按照使用场景划分,在工业制造企业中通常分为办公网络和生产网络两类。 网络技术的产生对工业控制来说同有诸多优点,如:布线操作方便、易于模块化操作、可自我构建和诊断、优化企业化管理等。同时,现有的工业网络也存在一定的不足:网络结构单一且不稳定、网速慢、企业内部数字化网络化水平较低等,这些都会限制企业,尤其是制造企业的发展。 伴随着5G技术的快速应用,存在的上述问题都将被解决。凭借着5G低时延和高可靠的特点,智能技术、数据集成、物联网技术等正与工业网络深度融合,引发办公软环境和车间生产发生质的飞跃。企业生产制造环境也将发生变革,定制化生产成为新热点,生产环节全流程更加易于管理和监控,资源配置和企业管理效率变得更高更快。 2 5G网络的特点和优势 “G”代表一代,“5G”代表第五代移动通信技术,每10年一个周期。在2016—2018年,我国开展了5G技术研发试验,首先完成了5G关键技术试验,并对关键技术进行了方案验证,最后进行5G技术的系统验证。到了2020年,随着5G技术的不断发展,我国的5G网络开始了大规模商业应用和相关垂直领域的介入研究。5G网络在4G移动网络的基础上提出了第五代移动通信网络的设计思路,将可以实现大规模、高速率、超可靠、低延迟的物联网数据通信网络。 图2.1 4G与5G关键能力对比图 伴随着现代网络和通信技术的快速发展,以5G网络为基础构建新一代移动通信网络系统将从全方位提升网络的性能。5G网络具有独特的优越性能,在通信频谱中对高频段频谱有更高的利用率,理论通信速率可以超越4G网络百倍,在大力提升通信效率的同时在节能方面也有更好的减低能耗的表现。此外,在技术整合方面5G网络也有着更好地表现,5G网络能够很好的整合3G、4G移动网络的技术优势,实现带宽更大、覆盖范围更广、连接领域更多、通信效率更可靠、延时性更低,为人们提供全方位、多层次、更可靠的通信系统。5G技术凭借自身的特性可以完美的契合到工业网络中, 传统工业生产企业可以借助5G技术,对原有工业信息平台进行改进,在生产信息采集、制造数据传输、智能制造控制、产线设备自动化管理等方面加快企业智能化变革转型。 3 5G在工业网络中的应用 5G是最新的移动通信技术,它开启了万物互联的时代,而工业网络正是5G重要的应用场景之一。用好5G,不仅可以加速传统工业数字化进程,更能为高质量发展创造新机遇、注入新动能。结合工业生产实际和 5G技术的突出优势,5G技术在工业网络中的应用可以包括以下5个方面:(1)数据采集:大数据采集、追踪制造数据、无纸化档案存储等。(2)瞬时性与实时性:工作计划实时对接。(3)多设备连接:工业AR、工业智能化等。(4)移动终端应用:云办公等。(5)影像传输:远程实时会议、视频监控等。 随着计算机信息技术的飞速发展,5G网络在日常办公中优势也在逐步凸显,这就为档案管理工作现代化提供了可能。 以电子档案保管为例:中车现阶段正在加快推进无纸化办公,将传统的纸质文件转化成电子文件进行存储和保管,电子文件需要依靠计算机、数据库的支持,在电子文档的管理流程中还要求有备份数据以及对应的数据维护和恢复机制。这种数据备份机制要求企业的信息系统能够实现对文件的定时自动备份和数据库增量备份。 5G技术有10 Gbit/s的超快传输速率以及超大的带宽传输能力,能够保证档案数据在备份过程中不会出现卡顿和丢失的情况,保障办公档案能够完整、及时的保存,为企业的工作带来无限便利。5G 网络场景应用下,工厂中每个物体都是一个有唯一“身份”的终端,使生产环节的原材料都具有“信息”属性,原材料会根据“信息”自动生产和维护。 以追溯列车制造履历为例:中车四方建成的转向架数字化装配线,可借助物联网、智能传感、无线通讯等技术,将以数控机床、扭矩采集以及辅助装配为主的智能设备进行联网联控,实现了转向架制造数据的自动采集、判定和归集,从而实时地“监视”转向架的制造过程,精准追踪,及时掌握工作进展和工作质量,实现了对转向架制造的“过程管理”,从而能够更好地保障产品质量。目前,在转向架数字化装配线上,动车组转向架连接了数台智能设备,实现了制造源头可追溯。而利用 5G 边缘计算和精准的网络定位,可真正实现装配线上制作材料、制造数据、产品可视化跟踪和定位及信息传输的同步操作。 目前,企业工业网络中的工业化信息系统主要功能是用于工业信息采集,信息采集的主要对象是在工业生产和设备制造过程中产生的各种数据和事件,通过对各类标识、可视化图像、物料定位等数据的采集来构建整个工业网络的信息基础层。在数据采集环节要求系统能够将计算机技术、通信技术、泛在感知技术和物理驱动技术等相互结合,对数字化程度和网络通信技术有着越来越高的要求。因此,5G网络毫秒级的低时延技术将实现技术人员与各类生产设备产生前所未有的互动和协调,为工业网络系统提供更高效、更可靠、更低延时的高效通信网络,助理企业工业精确采集数据,优化企业生产管理效率,为传统工业企业的数字化转型变革带来新的技术支撑。 4 总结 5G通信技术在工业网络中的应用虽还处于起步阶段,但也有自己的发展优势,这其中,企业则是其建设的主体。企业管理者既要引导和支持企业在原始创新上狠下功夫,突破关键核心技术,让应用与产业转型升级的实际需求紧密结合,在实践中探索出好的路子,积极有为,完善适合产业发展的配套措施,推动数据共享与联通,做好有序引导,为5G的应用创造良好的条件,让新技术更好地赋能企业生产,让企业生产更好地提质增效,让5G和传统工业在碰撞中迸发出火花。
简介:摘要:工业以太网是指技术上与商用以太网兼容,但在产品设计上,在实时性、可靠性、环境适应性等方面满足工业现场的需要,是继现场总线之后发展起来的,很受认同同时富有发展前景的一种工业通信网络。其本质就是太网技术办公自动化走向工业自动化。OPC是一种通信协议,它基于OLE)技术,用于在工业自动化系统中实现设备和系统之间的数据交换。