26、混合有线/无线实时工业网络深度剖析-优快云博客

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混合有线/无线实时工业网络深度剖析

1. 引言

在过去二十年里，先进数字通信技术在工业自动化和制造环境中的应用日益广泛。现场网络（即“现场总线”）是这些场景中最受欢迎的解决方案，长期用于工厂自动化系统的底层，该层通常有严格的时序要求。而以太网最初作为工厂骨干网，用于处理工厂不同区域间的信息流，如今也能满足现场级分布式控制应用的通信需求，这得益于其多年来在性能和确定性方面的显著提升，进而催生了支持实时通信的工业以太网解决方案。

与此同时，无线网络等其他通信技术也逐渐流行，相关设备价格合理且易于获取。无线通信日益普及，深刻改变了人们生活的诸多方面。在工业和工厂环境中，高度自动化的生产系统也能从先进无线通信技术中获益。不过，工业环境中采用无线通信并非一帆风顺。尽管有线工业通信已有许多标准解决方案和组件，但无线系统在工业应用中尚未成熟。这主要是因为在工业和制造系统中引入创新解决方案面临可靠性、效率、安全、成本和安全等多方面的挑战。

多数专家认为，至少在中期内，无线通信难以完全取代工业场景中的有线解决方案。在实际工厂自动化系统中，常见需求是将部分组件连接到现有有线通信系统中难以用电缆连接的部分，例如移动/旋转轴上的传感器与有线段上的控制器进行数据交换。为解决此类问题，可对现有有线系统进行无线扩展，形成“混合”网络。在这种网络中，无线段地理范围有限，连接站点较少，控制器通常位于有线段。因此，无线和有线通信在工业场景中的集成是一个关键问题，需谨慎处理以确保可靠性和性能。