小盟科普丨基于5G的算網(wǎng)控一體化系統(tǒng)成為控制領(lǐng)域新業(yè)態(tài)
新型工業(yè)控制
當(dāng)前，工業(yè)控制系統(tǒng)正處于從封閉走向開放、從單一走向融合的關(guān)鍵變革期。新型工業(yè)控制架構(gòu)正逐步成型，以軟硬解耦、開放互聯(lián)、融合智能為核心特征，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了前所未有的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化能力，成為推動新型工業(yè)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵力量。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟系統(tǒng)梳理了新型工業(yè)控制相關(guān)內(nèi)容，展開系列科普活動。
基于5G的算網(wǎng)控一體化系統(tǒng)
工業(yè)控制領(lǐng)域正從網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算與控制三大要素互不關(guān)聯(lián)，逐步向算網(wǎng)控一體化的方向邁進(jìn)。在這一趨勢下，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的動態(tài)計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)高效互聯(lián)，共同構(gòu)建起強(qiáng)大的工業(yè)算力底座，為控制功能的軟件化部署提供了強(qiáng)有力的支撐和靈活的承載平臺。
基礎(chǔ)電信運(yùn)營商以5G基礎(chǔ)設(shè)施為契機(jī)，探索融合應(yīng)用模式。中國移動研發(fā)基于5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)融合虛擬化PLC產(chǎn)品和通用硬件架構(gòu)，通過實(shí)時(shí)虛擬化技術(shù)為實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)提供抽象運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)PLC白盒化、軟件化和虛擬化。該方案已在寧德時(shí)代動力電池組裝（PAC）產(chǎn)線完成協(xié)作機(jī)器人控制方案驗(yàn)證，解決傳統(tǒng)產(chǎn)線控制通信能力不足、有限網(wǎng)絡(luò)部署繁瑣、工段移動困難、傳統(tǒng)PLC供貨時(shí)間周期長跟不上產(chǎn)線擴(kuò)張速度等問題。中國聯(lián)通推出5G云化工業(yè)控制系統(tǒng)，基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與新一代工控技術(shù)的融合創(chuàng)新，構(gòu)建了整套5G智能化工業(yè)控制體系。其中控制器、組態(tài)套件、協(xié)議網(wǎng)關(guān)，作為工業(yè)生產(chǎn)控制的“核心三大件”實(shí)現(xiàn)了5G云化，并通過高實(shí)時(shí)虛擬化操作系統(tǒng)同平臺承載PLC、DCS及智能業(yè)務(wù)應(yīng)用，已落地鋼鐵、電子、裝備、家電等行業(yè)的典型應(yīng)用，穩(wěn)定支撐生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大幅提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低綜合成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動5G進(jìn)入工業(yè)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)。中國電信推出基于5G的云化PLC控制系統(tǒng)，以5G云網(wǎng)能力為基礎(chǔ)的分布式部署工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨硬件設(shè)備、跨操作系統(tǒng)的工業(yè)軟件統(tǒng)一編程、部署、測試與管理，通過系統(tǒng)的實(shí)施，簡化體系架構(gòu)，降低交互的資源開銷，提升系統(tǒng)整體效率和生產(chǎn)率。
ICT廠商以信息通信技術(shù)為抓手深入布局。中興通訊針對現(xiàn)場工控場景，推出了基于5G網(wǎng)絡(luò)的算網(wǎng)平臺底座，支持多家生態(tài)伙伴的虛擬化PLC部署和編排，實(shí)現(xiàn)了算網(wǎng)控一體化解決方案。算網(wǎng)平臺底座包括集成算力的面向端側(cè)的5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，以及面向邊側(cè)的NodeEngine算力基站和UniEngine算網(wǎng)一體機(jī)方案，實(shí)現(xiàn)了5G核心網(wǎng)、無線網(wǎng)、算力引擎、業(yè)務(wù)運(yùn)維的合一部署。通過虛擬化PLC邊端靈活部署的一體化設(shè)備，可以減少現(xiàn)場設(shè)備，提升可靠性。
OT廠商著重自身優(yōu)勢產(chǎn)品及解決方案與5G技術(shù)的結(jié)合，深入應(yīng)用實(shí)踐。施耐德打造5G+PLC解決方案，面向邏輯控制、過程控制和運(yùn)動控制等工業(yè)控制典型場景，分別給出不同層級的改造。該方案已應(yīng)用于某工廠的半手工柔性裝配線，解決了原產(chǎn)線負(fù)載率極低、空間占用高的問題；西門子自成體系地布局工業(yè)5G，深耕自有品牌的5G產(chǎn)品組合，通過5G網(wǎng)絡(luò)承載工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)現(xiàn)場I/O模塊的PROFINET RT通信，其5G路由器目前在歐美實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，并已迅速形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)；羅克韋爾發(fā)布“5G確定性工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)測試床”成果，通過5G網(wǎng)絡(luò)承載安全和運(yùn)動控制，結(jié)合其“未經(jīng)更改的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議EtherNet/IP與5G融合優(yōu)勢，推進(jìn)工控產(chǎn)品在工業(yè)5G時(shí)代占有一席之地。
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