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工業(yè)無線發(fā)展?jié)摿薮?/span>

HSM Networks最新研究表明，工業(yè)網(wǎng)絡市場繼續(xù)擴張，預計2024年增長7%。值得注意的是，近年來，無線技術(shù)穩(wěn)步增長，盡管根據(jù)報告來看增長速度略有下降。按網(wǎng)絡類型劃分，無線解決方案仍占總份額的 7%。市場繼續(xù)推出更多支持工業(yè)無線的產(chǎn)品，無線解決方案在工廠環(huán)境中的接受度正在上升。典型的用例包括電纜更換應用、無線機器訪問以及與移動工業(yè)設備的連接。

德國“工業(yè)4.0研發(fā)白皮書”及“工業(yè)4.0實施戰(zhàn)略及參考架構(gòu)”都將無線技術(shù)作為工業(yè)4.0網(wǎng)絡通信技術(shù)研究和創(chuàng)新中的重要組成部分。

美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC重視無線技術(shù)在工業(yè)中的應用。該聯(lián)盟專門成立了網(wǎng)絡連接組來開展網(wǎng)絡技術(shù)的研究。

德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之所以重視無線技術(shù)在工業(yè)中的應用，是因為無線網(wǎng)絡相比于現(xiàn)有的工業(yè)有線網(wǎng)絡具有明顯的優(yōu)勢。

● 可大幅降低網(wǎng)絡建設和維護成本。無線網(wǎng)絡能夠快速部署，無線在現(xiàn)場、車間、廠房等環(huán)境鋪設線纜及相關(guān)保護裝置。安裝與維護成本降低。

● 提高生產(chǎn)線的靈活性。無線技術(shù)實現(xiàn)了現(xiàn)場設備的移動性，依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)及應用需求，實現(xiàn)生產(chǎn)線靈活、快速的重構(gòu)。

● 實現(xiàn)部署環(huán)境的廣泛性。由于無線技術(shù)突破線纜部署限制，具有mesh、星型等多種網(wǎng)絡架構(gòu)，可實現(xiàn)多種工業(yè)場景下的快速部署。

工業(yè)網(wǎng)絡涉及的無線技術(shù)

依據(jù)無線通信距離，可將無線通信技術(shù)分為短距離無線通信技術(shù)和廣域網(wǎng)絡通信技術(shù)：

● 短距離無線通信技術(shù)：包括WLAN、藍牙（Bluetooth）、ZigBee以及RFID等傳統(tǒng)短距離通信技術(shù)和以WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA等為代表的面向工業(yè)應用的專用短距離通信技術(shù)。

● 廣域網(wǎng)絡通信技術(shù)：包括2G/3G/4G/5G蜂窩技術(shù)及LPWA技術(shù)，NB-IOT和eMTC為授權(quán)頻譜技術(shù)，LoRa和SigFox為非授權(quán)頻譜技術(shù)。

無線技術(shù)特點

無線網(wǎng)絡在工業(yè)中應用，需要根據(jù)其應用環(huán)節(jié)，以及承載的業(yè)務不同，進行不同程度的優(yōu)化設計。依據(jù)無線通信速度，也可將無線通信分為高速通信和低速通信，典型無線技術(shù)的應用場景如表所示。

無線網(wǎng)絡發(fā)展趨勢將以疊加為主、融合為輔

工業(yè)控制系統(tǒng)自成體系，并以穩(wěn)定可靠為第一準則，因此工業(yè)企業(yè)對其改動都非常謹慎小心。而工業(yè)制造及工業(yè)服務等企業(yè)等對生產(chǎn)設備、環(huán)境、生產(chǎn)工具等數(shù)據(jù)的需求又很迫切，加之有線部署成本過高且難度較大，因此紛紛采用疊加方式來部署無線網(wǎng)絡。

疊加方式是指在現(xiàn)有工廠網(wǎng)絡之外建設無線網(wǎng)絡，用于采集設備及產(chǎn)品信息，并進行非實時性及部分場景實時的設備控制。也有些企業(yè)在嘗試采用融合方式來部署無線網(wǎng)絡，即用無線網(wǎng)絡逐步取代部分現(xiàn)有的工業(yè)控制網(wǎng)終(如現(xiàn)場總線和以大網(wǎng))，實現(xiàn)信息采集和控制的無線化。