导语
工业通讯是工业4.0的中心，也是自动化体系的中心。能够把工业通讯简略地分为4个层面：自动化体系内部的横向通讯、与基层现场传感和数据收集层及上层企业办理体系的纵向通讯、根据敞开规范和一致协议的通讯网络、移动技能和虚拟化。
会“说话”的工厂
以一个制作轿车的工厂为例，看看工业通讯怎么协助工厂会“说话”。
（1）在焊装车间，机械臂为车身焊接顶盖。当两个机械臂固定好顶盖后，他们能够经过工业以太网交换机和电缆“告知”伙伴：能够开端激光焊接了。此外，装置玻璃、车座以及车门也可用这种办法完成“对话”。（2）工厂中的移动设备，特别旋转设备不合适有线通讯，而工业无线Wi-Fi能处理这一难题。总装车间，吊具抓握车身抵达指定方位后，轨迹经过工业无线交换机“告诉”吊具：现在能够下降，与底盘相连了。（3）经过标签和读写器，RFID使机械臂能辨认不同类型的车身，为其装置不同的车门，使“混线出产”成为可能。（4）在北京工厂，一个机械手臂宣布需求保护的信号。经过电信运营商的服务，在上海家中的工程师收到告诉。经过电脑连入操控器，发动光学旁路继电器，“屏蔽”需求保护的机械臂，使其他机械臂的通讯不受影响。
由以上事例能够看出，工业有线通讯、短距离无线通讯、射频辨认、长途无线通讯是工业运用往往会一起选用的通讯手法，而这几种通讯方法又有许多不同的规范，其间的复杂性可见一斑。
现场总线与工业以太网
工厂自动化操控器、工业驱动器、电网办理、医疗保健设备和交通运输体系等范畴都要求牢靠、实时、无差错的网络衔接。这些运用既能够运用传统的现场总线协议，也能够运用新推出的工业以太网协议。
现场总线
现场总线是一种工业数据总线，是自动化范畴中底层数据通讯网络。2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线规范第3版正式成为国际规范，规则10种类型的现场总线。传统的现场总线协议有PROFIBUS、DeviceNet、CAN、 InterBus和基金会现场总线等。
在工业运用中，保护用的低速现场总线常运用RS-485；进程处理一般用快速现场总线，如CAN。CAN总线很简略、牢靠性高，能够做许多工作；PROFIBUS速率高，但复杂性也高，占用许多CPU资源。
工业以太网
办理履行体系与厂房设备的笔直集成完成了以太网 TCP/IP 协议与工业现场总线的交融。呈现了多种工业以太网协议，包含PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP/IP、EtherCAT、Powerlink和SERCOS III等。
IMS和ARC的调研标明大约四分之三的工业以太网运用Ethernet/IP、PROFINET或Modbus/TCP；其次为Powerlink和 EtherCAT，这两个体系特别合适硬实时性要求；关于SERCOSIII，尽管它的商场份额比较小，可是，它在高速运动操控范畴扮演着非常重要的人物。每种协议别离对应于各种特定的需求，因而对硬件渠道的要求也会相应地有所不同。
大多数工业以太网自动化体系并不要求PLC周期时刻有必要少于若干毫秒。关于这些运用，工业以太网协议可在集成了规范以太网MAC外设的微操控器的软件中低本钱高效率地施行。因为这些运用所需的闪存巨细适中，因而Modbus TCP等协议能够在微操控器中施行。
在运动操控运用中，高同步性和短延迟时刻至关重要。Profinet IRT 或 Ethercat 等协议能够满意上述要求，且适用于具有亚毫秒 PLC 时刻的体系。在这种状况下，有必要运用特定的ASSP或FPGA处理计划。
引荐IC：
德州仪器Sitara AM437x ARM处理器，有史以来初次能与四核可编程实时单元（PRU）相结合来处理两个工业协议。（点击观看培训视频http://training.eeworld.com.cn/TI/show/course/580）
瑞萨电子R-IN32M3工业以太网通讯芯片，其支撑支撑多种通讯协议，在硬件中完成实时操作体系（real-time OS）底子函数的高速运算，完成高速实时响应和高精度通讯操控。
集成片上EtherCAT节点的英飞凌XMC4800系列微操控器，用户不再需求专门的EtherCAT ASIC、外部存储器和时钟晶体。具有超卓实时才能的XMC4800系列将加速联网工业自动化的开展。
引荐模块：
西门子VD模块，能协助工厂在PROFIBUS规范电缆上传输PROFINET数据，完成更快速、智能的通讯。
短距离无线通讯
无线通讯在工业自动化中越来越盛行，可让用户更轻松地装置和衔接移动设备或难以接近的设备。Wi-Fi、蓝牙、ZigBee不单是在智能家居这类物联网运用中相互博弈，在工业互联网中也是如此。
PLC和DCS IO模块等工业操控设备首要运用IEEE802.11 WLAN和蓝牙规范。
工业传感器或制动器对功耗要求高、占有空间大且施行本钱高，IEEE802.15.4 技能（例如ZigBee 或 Wireless-HART）最合适这些产品。
引荐IC：
TI SimpleLink无线微操控器，TI为任何运用供给跨过一切首要规范和技能的无线衔接处理计划。不管是从事工业、轿车仍是物联网的规划，TI都能供给相应的低功耗处理计划。（ 根据Atmel 32位AVR微操控器和HD工业Wi-Fi模块的完好参阅规划 引荐产品：研华的工业级无线处理计划，其包含WLAN、移动蜂窝网络、供给IEEE 802.11a/n b/g/n AP，串口至WLAN，串口至移动蜂窝网络设备服务器。
射频辨认
工业辨认可谓是完成智能制作的根底，其能够为出产、物流进程实时供给精确的信息。
从大型设备到零部件乃至小螺丝钉，经过标签和读写器，RFID都能够辨认。据悉，RFID标签装置在宝马英国工厂每条引擎线上。
除了RFID，NFC也可在工业商场一展所长。假如出产线上的机器都装备了NFC IC，工作人员可运用平板电脑来读取NFC标签。不管何种状况，标签均均可向机器和工作人员供给处理和状况信息，并可在流程的恣意阶段支撑无线重新配置。
引荐IC：不必多说，射频辨认以及NFC处理计划当然找恩智浦更靠谱。
引荐产品：西门子大容量RFID电子标签与可移动手持读写器。
长途无线通讯
对长途无线（如3G、4G）来说，跨城市乃至跨国的通讯都非难事。
事例：通用电气（GE）与中国电信战略协作。
通用电气工业互联网大数据软件渠道与中国电信的电信根底设备和增值服务对接，构成工业互联网全体处理计划，推进工业互联网在航空、医疗、动力、工业制作和其他相关职业的运用。
工业通讯的“关口”
不管工业设备以何种方法进行通讯，都不能疏忽一个重要环节，即工业网关这类产品。其间，工业网关或工业路由器用于将信号定向到所需的端口，网关能够在规范以太网与工业以太网协议、无线与有线接口，或许以太网与现场总线通讯协议之间完成转化；工业以太网交换机可将多个节点衔接到一个以太网网络；工业转化器 （或桥）用于完成两种不同通讯技能之间的转化，例如现场总线、工业以太网或无线协议；现场总线到以太网网关是一种在以太网和现场总线通讯协议之间进行衔接和转化的设备。
引荐IC：飞思卡尔LS1021A/QorIQ P2020/10单核和双核通讯处理器。
引荐产品：
研祥冗余网管型工业以太网交换机，其实全球首家根据国际规范协议完成冗余环网的产品。
研华工业以太网交换机和光电转化器，从快速以太网到千兆以太网，从双绞线到光纤及PoE产品。
结语
关于工业4.0的详细通讯计划，不同企业有着不同的诠释，而互联是底子。当然，安全性是工业通讯以及整个工业4.0不能疏忽的问题，其包含了功用安全与信息安全两方面，咱们也将在往后的专题中要点重视。工业通讯的价值不只体现在技能上，还体现在经济和生态体系上，例如思科这样的IT企业也进入到工业中，供给云服务等。人们对牢靠性、速率、安全性、本钱、易用性等多种特性的不断寻求，将使得工业通讯的各种协议及相关产品持续演进，助力工业4.0。
