5G和5G演进：工业控制应用场景白皮书.pdf

化架构 传统的工业控制网络通常采用分层结构，如现场层、控制层、管理层等，这种架构虽然在一定程度上保证了系统的稳定性和安全性，但层级间的通信延迟和复杂性限制了生产效率的提升。随着5G和物联网技术的发展，扁平化架构逐渐成为趋势。扁平化架构减少了中间环节，使得数据传输更快、更直接，有助于实时决策和优化生产流程。5G网络的高速率、低时延特性使得实时数据交换成为可能，从而推动OT（Operational Technology，操作技术）与IT（Information Technology，信息技术）的深度融合，甚至与CT（Communications Technology，通信技术）的整合，构建更为高效、灵活的工业控制系统。 3. 少人化无人化控制 随着自动化和智能化技术的进步，工业控制领域正在逐步实现少人化和无人化。5G技术在这一过程中起到了关键作用，通过高精度的定位和远程控制能力，可以实现对生产设备和物料的精确管理，例如无人行车、塔式起重机的远程操控。在安全风险高或环境恶劣的场合，5G无人化控制可以减少人员暴露的风险，提高生产效率和安全性。 4. 开放自动化 开放自动化是指打破传统封闭的自动化系统，倡导标准化、模块化和开放接口，以促进跨平台的互操作性和系统集成。5G技术的引入，尤其是其在网络切片和边缘计算方面的优势，可以支持开放自动化的需求，实现不同厂商设备间的无缝连接和协同工作，降低系统集成的复杂性，提升整个生产链的协同效率。 5G在工业控制领域的应用案例 1. 离散制造行业的柔性生产：5G支持的柔性产线可以快速适应多品种小批量的生产需求，例如在汽车制造中，利用5G的无线通信能力，可以灵活调整生产线，满足定制化需求。 2. 起重运输的少人化无人化控制：如5G无人行车和塔吊远程控制，利用5G的高带宽和低时延，确保设备运行的安全和高效。 3. 运动控制场景的无线化：5G应用于运动伺服控制系统，实现设备的无线化控制，提高生产灵活性。 4. OT和IT网络融合：5G助力发动机生产线的MES数据采集，实现生产过程的实时监控和数据分析，优化生产效率。 5. 广域工业控制系统的无线物联：在水利行业和电力行业中，5G可实现远程监控和无人值守，降低运维成本，提高响应速度。 总结： 5G技术及其演进对工业控制领域产生了深远影响，推动了生产模式的创新和数字化转型。然而，面对不同行业的应用场景，5G仍需解决上行能力、低时延、确定性和精准定位等方面的挑战。随着5G-Advanced的定义和发展，5G将在更多领域展现其潜力，助力企业实现更高效、智能的生产运营。施耐德电气和华为等企业通过合作，积极探索5G在工业控制领域的应用，推动行业的高质量发展。