小盟科普丨基于5G的算網控一體化系統成為控制領域新業態
新型工業控制
當前，工業控制系統正處于從封閉走向開放、從單一走向融合的關鍵變革期。新型工業控制架構正逐步成型，以軟硬解耦、開放互聯、融合智能為核心特征，為工業生產帶來了前所未有的智能化、網絡化、協同化能力，成為推動新型工業化目標實現的關鍵力量。工業互聯網產業聯盟系統梳理了新型工業控制相關內容，展開系列科普活動。
基于5G的算網控一體化系統
工業控制領域正從網絡、計算與控制三大要素互不關聯，逐步向算網控一體化的方向邁進。在這一趨勢下，工業網絡內的動態計算資源實現高效互聯，共同構建起強大的工業算力底座，為控制功能的軟件化部署提供了強有力的支撐和靈活的承載平臺。
基礎電信運營商以5G基礎設施為契機，探索融合應用模式。中國移動研發基于5G工業網關融合虛擬化PLC產品和通用硬件架構，通過實時虛擬化技術為實時計算任務提供抽象運行環境，實現PLC白盒化、軟件化和虛擬化。該方案已在寧德時代動力電池組裝（PAC）產線完成協作機器人控制方案驗證，解決傳統產線控制通信能力不足、有限網絡部署繁瑣、工段移動困難、傳統PLC供貨時間周期長跟不上產線擴張速度等問題。中國聯通推出5G云化工業控制系統，基于5G網絡技術與新一代工控技術的融合創新，構建了整套5G智能化工業控制體系。其中控制器、組態套件、協議網關，作為工業生產控制的“核心三大件”實現了5G云化，并通過高實時虛擬化操作系統同平臺承載PLC、DCS及智能業務應用，已落地鋼鐵、電子、裝備、家電等行業的典型應用，穩定支撐生產環節，大幅提高企業生產效率、降低綜合成本、提升產品質量，推動5G進入工業核心生產環節。中國電信推出基于5G的云化PLC控制系統，以5G云網能力為基礎的分布式部署工業控制系統，實現跨硬件設備、跨操作系統的工業軟件統一編程、部署、測試與管理，通過系統的實施，簡化體系架構，降低交互的資源開銷，提升系統整體效率和生產率。
ICT廠商以信息通信技術為抓手深入布局。中興通訊針對現場工控場景，推出了基于5G網絡的算網平臺底座，支持多家生態伙伴的虛擬化PLC部署和編排，實現了算網控一體化解決方案。算網平臺底座包括集成算力的面向端側的5G工業網關，以及面向邊側的NodeEngine算力基站和UniEngine算網一體機方案，實現了5G核心網、無線網、算力引擎、業務運維的合一部署。通過虛擬化PLC邊端靈活部署的一體化設備，可以減少現場設備，提升可靠性。
OT廠商著重自身優勢產品及解決方案與5G技術的結合，深入應用實踐。施耐德打造5G+PLC解決方案，面向邏輯控制、過程控制和運動控制等工業控制典型場景，分別給出不同層級的改造。該方案已應用于某工廠的半手工柔性裝配線，解決了原產線負載率極低、空間占用高的問題；西門子自成體系地布局工業5G，深耕自有品牌的5G產品組合，通過5G網絡承載工業控制系統和工業現場I/O模塊的PROFINET RT通信，其5G路由器目前在歐美實現規?；慨a，并已迅速形成產業生態；羅克韋爾發布“5G確定性工業生產網測試床”成果，通過5G網絡承載安全和運動控制，結合其“未經更改的標準以太網協議EtherNet/IP與5G融合優勢，推進工控產品在工業5G時代占有一席之地。
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