马帅：基于5G+新型短距的全无线确定性工业控制技术-15页_12mb

工业网络无线化与控制开放化需求

1. 工业网络无线化需求

• 传统有线网络问题：层级复杂、部署难度大、柔性化不足，亟需无线化。
• 控制开放化需求：
  • 架构封闭，缺乏算力，阻碍系统集成和数据流通。
  • 工控场景多样，周期短（<1ms至100ms），需白盒化硬件和虚拟化软件。
• 需求总结：
  • 提升灵活性、可扩展性及安全定位追踪。
  • 实现快速故障检测与维护，支持IT/OT系统集成。
  • 降低控制成本，实现控制与硬件/连接解耦。

2. 现有技术瓶颈与挑战

• 工业无线性能不足：
  • 通信时延高、抗干扰弱、稳定性差，难以深入核心生产环节。
  • 现有无线技术主要服务采集、视频传输等非核心业务。
• 虚拟化PLC挑战：
  • 缺乏统一技术架构和协同机制，覆盖场景有限，难以实现集中化与性能平衡。

3. 5G+新型短距融合关键技术

3.1 5G新型短距融合通信技术

• 南向无线化：融合星闪技术，实现工厂最后一公里无线化，简化维护难度。
• 性能提升：
  • 单向时延 < 100μs。
  • 数据分发策略增强，支持业务连续性。

3.2 5G确定性传输技术

• 北向确定性通信：
  • 提供低时延（<1ms）、低抖动、高可靠传输。
• 技术特色：
  • 双发选收、授时精度<500ns、流量整型。

3.3 5G虚拟化工业控制（vPLC）技术

• 统一技术架构：
  • 支持vPLC在工业网关、BBU、UPF上的泛在部署。
  • 提供动态编排能力，覆盖各类控制场景。
• 协同机制：
  • 端边云统一编排，降低工控成本。

4. 创新应用与解决方案

4.1 场景示例

• 钢厂无人天车远程控制：
  • 应用5G确定性网关，部署在钢厂现场。
  • 提升端到端传输性能，丢包率降低40%以上，保障业务连续运行。
• 汽车制造产线PLC-IO无线化控制：
  • 使用e灵石网关，实现多设备确定性无线互联。
  • 满足汽车制造控制业务需求。

4.2 5G工控网关

• 软硬解耦的统一设备：
  • 实现“传统PLC+数采网关”二合一。
  • 降低工控成本，设备与运维成本下降50%左右。

5. 未来展望与合作发展

5.1 技术架构演进

• 构建“全无线确定性工业控制系统”，融合：
  • 新型短距（5G+星闪）。
  • 确定性传输。
  • 虚拟化PLC。
• 打破南向剪辫子、软硬一体、确定性难保障等制约。

5.2 应用推广与合作

• 搭建全无线工控平台，与合作伙伴共同推动：
  • 技术创新。
  • 商业模式探索。
  • 全无线工业控制规模化部署。