5G+现场总线实现控制器到控制器通信案例解析

工业 5G 可为工业中各种不同的用例和应用提供无线连接。从长远来看，它实际上可能使得当今使用的许多不同通信技术进行融合，从而大大减少相关工业连接解决方案的数量。工业 5G 是推动在工厂环境中大规模使用数字技术的推动力。

作为新兴的通信技术，工业5G在哪些应用场景会率先落地呢？在《西门子工业5G全连接工厂》白皮书中，西门子提出了工业5G七大应用场景。今天，我们先来看看第一个应用场景：5G+现场总线全连接。

5G+现场总线实现控制器到控制器通信

当具有单独控制器的设备交互以执行共享任务时，需要控制器到控制器的通信。如果设备在单个环境中彼此靠近放置，则这种情况存在本地方面，例如，这些设备是大型机器的组件，或者是单个生产大楼内的多台机器。在这些情况下，因为所涉及的距离相对较短，通信多数基于二层通讯。

对于大型产线或者移动型设备，在传统网线传输实现困难的情况下，可通过 5G 传达其位置或其他控制数据。由于移动设备控制器与其他设备交互，例如需要实时准确位置穿梭的机器人或机器，相应数据的传输失败或延迟可能导致机器操作停止，从而导致停机。5G 与现场总线的结合可以完美满足这类需求。

西门子提供的工业 5G 解决方案，侧重于满足现场控制层和现场层设备之间实时通信的需求，实现基于工业 5G 专网的PROFINET & PROFIsafe 解决方案。在工业控制场景中，用户普遍会从工业实时通信的稳定性、工业安全通信的可靠性、生产设备的信息安全性、现场设备的抗干扰能力、生产设备维护和诊断的便捷性、系统持续运行的持久性等维度对基于 5G的通信方案提出要求和期望。因此，西门子充分考虑工业用户的需求，提供满足工业实际生产要求的工业 5G 通信解决方案。

5G+现场总线应用场景

西门子工业 5G 

在汽车总装 EMS 吊具系统的应用

电动单轨输送系统（EMS）在汽车制造行业的总装车间内广泛部署。它协同工艺 AGV & Skillet 滑板线工艺模块，实现了车身、底盘和重要零部件的运输和工艺装配，是柔性化产线和智能制造工厂的重要组成部分。针对 EMS 的应用场景，西门子汽车行业根据生产工艺的需求，开发了用于实现制造环节输送及装配应用的 EMS 整体解决方案。

相比于普通的工艺设备，EMS系统的运行环境和通信要求显得更为苛刻，任何网络的波动均可能导致主控制器与小车端的通信失效，影响生产效率。因此，这对该系统通讯方式的选择提出了更高的要求。

在本次项目改造中，通过在 EMS 小车上部署工业 5G 终端 SCALANCE MUM856-1，实现了小车和地面主控制器之间的 PROFINET 实时通信和 PROFIsafe 安全通信。该项目的成功验证了：西门子工业 5G 解决方案是可以作为西门子 EMS 整体解决方案的重要组成部分，满足系统通信要求的。

此外，在 EMS 方案中，传统的通讯方式大部分均采用滑触线通信或者波导通信，而使用工业 5G，终端的安装则更为简单灵活，完全摈弃了传统数据传输媒介的束缚，不用再考虑敷设波导管或者通讯滑触轨道等，极大程度上节省了人工和硬件成本，降低了维护难度，同时也简化了设备空间布局。

西门子工业 5G 在物流行业的应用

物流公司通过西门子工业 5G 实现堆垛机远程控制。物流客户建设工业 5G 创新工厂，打造诸多应用场景，AGV，堆垛机，实时控制应用，工业骨干网通过工业 5G 实现。

通过工业 5G 低时延特性，可传输实时协议如 PROFINET，为更多的应用通过工业 5G 实现可能，减少整体建设成本，成本优化 20%。集成工业防火墙，可设置访问策略，隔绝来自公网的非法访问，保护设备网络安全。

编辑：黄飞