工业通讯技术的发展主要经历了现场总线、工业以太网和工业无线网络，其发展呈现现场层和控制层专用网络向管理层通用网络延伸，有线到无线补充，以及新使能技术（如TSN、5G）不断融合应用的新趋势。

近些年，随着网络技术的发展，以太网进入了控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。该技术遵从TCP/IP框架，具有接口简单、协议开放、互通便捷等突出优势，逐步成为行业主流技术，已经形成了多个有影响力的国际标准。不同的协议标准满足着不同层次、不同场景的通讯要求：比如用于本地控制系统内部的工业以太网协议，常见的有EtherCAT、PROFINET和Ethernet/IP等；应用于控制器之间互通互联的OPC UA；以及用于传输到云的MQTT、AMQP等。

如今，OT与IT融合发展是工业通信必然的发展趋势，TSN（Time SensitiveNetworking，时间敏感网络）技术作为一种综合、统一和标准的新兴工业以太网技术，正在打破过去以协议为维度由某一厂商主导的局面。

工业互联网时代下，TSN作为工业网络互联互通的核心，连接存量的传统工业以太网产线、负责采集海量工业数据的物联网、以及需要高质量传输的新型工业应用，承载各类控制和运行维护流量。但是，TSN仅仅是为以太网提供了一套MAC层的协议标准，它解决的是网络通讯中数据传输及获取的可靠性和确定性的问题；而如果要真正实现网络间的互操作，还需要有一套通用的数据解析机制，这就是OPC UA。在工厂数据采集、传输与生产运营中，都会需要对现场的机器状态、生产能耗、质量相关、生产相关参数进行采集，OPC UA overTSN在整体上使得工厂各个环节的横向与纵向数据实现了透明交互，并且配置效率更高，程序与应用模块化更强。

5G通讯技术是当下的热门话题之一，其在工业领域的应用也成为了人们讨论和研究的重要方向。5G技术是4G技术的延伸，比4G具有更高速率、更大带宽、更短时延。它推动无线网络从消费领域扩展到工业领域，让工业界真正进入无线时代，实现“工业4.0”要求的物物相连和“柔性”生产，让人工智能有了更加敏锐的神经网络。

据了解，5G技术可满足泛在互联的需求。传统制造工厂其工业控制网络、管理网络办公网络等为内网，可认为是封闭网络，外界无法访问。随着智能制造的发展与应用推广，需要内部网络与外部网络进行互通，工厂内部通信网络和功能架构向扁平化方向发展。

另外，更优的工业互联解决方案也需要5G技术。首先，传统工业通信采用主从式，通过PLC等主控设备实现机器与机器的间接通信，5G使得机器与机器通信更高效。其次，5G使得园区、厂区内用于物流配送的车辆实现自动驾驶成为可能。再者，用于大型制造装备远程运维，通过5G可以传输更多非结构化数据，如视频等。最后，还可以用在工业上的AR/VR技术中，比如生产运维、技工培训等浸入式体验。

近年来，我国一直将智能制造作为制造业发展的目标，并努力成为制造强国。工业通讯恰是工业发展的技术基础，通讯技术的发展直接影响着打造智能工厂、无人工厂的进度。尽管目前有多项通讯技术正在齐头并进地向前发展，我们仍然要意识到：从工作的进展和有效性来说，OPC UA over TSN延伸到现场显然还不够成熟，还需要做许多工作，其市场前景也难以预料。另一方面，围绕工业应用需求，5G技术还需要进一步提升改进，比如在确定性、可靠性和安全性等方面；各种工业应用场景下，通信性能的测试验证等。但总而言之，我国的工业通讯技术正在持续发展和进步，这为工业实现智能制造奠定着良好的技术基础。

摘自《自动化博览》2020年5月刊