一、工業通信與日常生活中的通信有何不同?
在關于地區和城市的發展中,“要致富先修路”這個策略常常被提及。其實這一理念同樣適用于工業領域的數字化轉型。而工業數字化這里的“路”,便是工業通信。
工業通信是指在工廠、生產線等工業環境中,不同設備和系統之間進行數據交換的過程。它確保了信息能夠準確無誤地從一處傳送到另一處,從而實現自動化和智能化的目標。
日常生活中的通信側重于人與人之間的交流,而工業通信則側重于機器與機器之間的通信。兩者雖然在技術上有一定的相似之處,但在應用場景、可靠性和安全性等方面有著顯著的區別。
工業通信的作用
·提高效率:通過實時的數據傳輸,可以及時調整生產流程,提高整體效率。
·增強靈活性:靈活的數據交互有助于適應多變的市場需求,快速調整生產計劃。
·保障安全:準確的信息傳遞可以預防事故的發生,提高工作的安全性。
·促進創新:工業通信為新技術的應用提供了基礎,促進了智能制造的發展。
二、工業通信的市場概況分析
據MarketsandMarkets報告預測,全球工業通信市場將持續增長,預計到2028年將達到290億美元,年復合增長率達5.7%。這一增長背后,是工業以太網、工業無線和工業協議轉換三大市場的共同發力。隨著工業4.0、智能制造等概念的深入推廣,工業通信的應用場景不斷拓展,從傳統的工業制造到樓宇、電力、交通、油氣等多個垂直行業,其重要性日益凸顯。
具體來說,工業通信市場主要包含三板大塊:
1.工業以太網(Ethernet):市場占比71%。常見的產品有:工業交換機、工業路由器、工業光貓等,適用于高速數據傳輸和實時控制。
2.工業無線(Wireless):市場占比7%。常見的產品形態有Modem、Router、Gateway、RTU等,常見的無線技術有:4G、5G等蜂窩技術 、Wi-Fi 、BLE藍牙、Zigbee、LPWAN:LoRaWAN、MIOTY等、各類Sub-G技術。適用于移動設備和遠程監控。
3.工業協議轉換(Fieldbus):市場占比22%。通過協議轉換網關實現不同通信協議之間的轉換,如Modbus到EtherCAT等
常見的協議有:
1)網口總線
PROFINET:23%
EtherNet/IP:21%
EtherCAT:16%
Modbus TCP:4%
POWERLINK:3%
CC-Link IE:3%
Other Ethernet:6%
2)現場總線
Profibus:7%
Modbus RTU:4%
CC-Link:3%
DeviceNet:3%
CAN / CANopen:2%
Other Fieldbus:5%
三、工業通信的架構與關鍵技術
常見的工業通信接口包括:
·以太網口
·RS-232
·RS-485
·DI/DO(數字輸入/輸出)
·AI/AO(模擬輸入/輸出)
·CAN
·KNX、MBUS、DALI等特殊接口
工業通信的技術要求
工業通信對可靠性有極高的要求,通常體現在以下幾個方面:
·EMC指標:高EMC電磁兼容防護等級,遵循IEC61000-4標準。
·工作溫度:能夠在極端溫度條件下正常工作。
·振動跌落:嚴格的振動和跌落測試指標。
·魯棒性:電源可靠性高,部分異常情況下可自恢復。
·MTBF:平均無故障時間長。
·Lifetime:產品生命周期長,通常提供長期的產品供應和技術支持服務。
四、工業通信的應用場景
工業通信廣泛應用于多個垂直行業,包括但不限于:
·工業生產:自動化生產線、智能制造等。
·樓宇自動化:智能建筑、能源管理系統等。
·電力與公共事業:電網監控、智能計量等。
·新能源:風能、太陽能發電站等。
·油氣:管道監控、海上平臺等。
·交通:鐵路信號系統、智能交通系統等。
·海事:船舶自動化、港口物流等。
·物流:倉儲管理系統、自動分揀系統等。
·醫療:遠程醫療、醫療設備監控等。
·采礦:礦井安全監控、自動化采掘等。
·農業:精準農業、智能溫室等。
結論
工業通信作為工業4.0的核心組成部分,正日益發揮著至關重要的作用。隨著技術的不斷發展和完善,工業通信將繼續推動制造業向更加智能化的方向發展。
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