德国“工业 4.0 研发白皮书”及“工业 4.0 实施战略及参考架构”都将无线技术作为工业 4.0 网络通信技术研究和创新中的重要组成部分,其中 Wi-Fi、NFC、zigbee、2G/3G/4G、LORA 等无线技术成为连接传输层的重要技术。


每个层次的工业通讯方式略有差异。结合的五级层次架构,每层之间的通讯方式都不一样,考虑到每个层次所赋予的职责和使命差异,工业通讯方式也存在差异。

 

在 ERP 层和 MES 层,主要是以路由器、工业以太网和总线的方式互联,在目前的的网络通讯上,没有太多的变化;

 

在控制层,主要的通讯方式是 PROFIBUS、MODEBUS、工业以太网和现场总线等:

 

在传感层,主要的通讯方式为现场总线,无线网络、LTE、ZIGBEE、WIFI、LORA,因设备的流动性,因此对无线通讯网络应用较多。

 

 

目前,无线技术凭借着部署容易、建设成本低、适用环境广泛等优势,逐渐成为未来工业互联网中网络发展及应用的重要方向。

 

无线网络,顾名思义是利用无线电波而非线缆来实现与计算机设备位置无关的网络数据传输系统,是现代数据通信系统发展的一个重要方向。随着计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的相互渗透、结合,产生了基于无线技术的网络化智能传感器的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器,使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线通讯技术能够在工厂环境下,为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构,在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业控制网络的通信性能。

 

 

 

以智慧城市的无线路灯为例,通过 ZigBee 或 LoRa 的形式,无需对灯具进行改造、无需架设通信线路、无需改造配电柜、基于云平台进行分析控制也无需建设庞大的机房。不管是改造还是新建,从施工,成本,后期扩展性,维护等方面无线都优于有线。到 2020 年全球将会有超过 500 亿个无线终端,在未来,工业通讯必将有越来越多的应用场景无线化。