工业网络体系架构的演进、关键技术及未来展望王健全1)，马彰超1)，孙雷1)，张超一1)✉，李卫2)1)北京科技大学自动化学院，北京1000832)北京科技大学计算机与通信学院，北京100083✉通信作者，E-mail:zhangchaoyi@ustb.edu.cn摘要基于工业互联网应具备的特征，结合现有工业互联网总体现状，分析总结传统工业自动化封闭式五层架构存在的问题.首先，提出支持数据高效流转的云、边端新型工业网络协同架构，架构的变革对现有技术提出挑战，同时也为传统自动化系统提供了新的机遇.其次，在总体架构的基础上，提出适配新型工业网络基础架构的两项关键技术.5G–时间敏感网络（Time-sensitivenetworking,TSN）协同传输技术，包括5G–TSN异构网络融合架构、网络时钟适配机制以及基于软件定义网络（Softwaredefinednetwork，SDN）的融合管控和资源调度三部分技术内容；基于确定性网络的云化可编程逻辑控制器（Programmablelogiccontroller，PLC）技术包括工业控制虚拟化和5G云化工业控制技术两部分技术内容.基于此，提出自主设计面向实时运动控制的5G云化PLC与EtherCAT融合系统，以及面向实时运动控制的EtherCAT与TSN融合系统试验平台，并验证了新型工业网络架构的科学性和合理性.最后，对未来网络、控制、计算一体化工业自动化系统中的高效性、可靠性和安全性之间的融合问题及潜在解决方案进行了探讨.关键词工业互联网；智能制造；时间敏感网络；5G；工业控制虚拟化；自动控制；云化可编程逻辑控制器分类号TP393Evolution,keytechnology,prospects,andapplicationsofindustrialnetworkarchitectureWANGJian-quan1)，MAZhang-chao1)，SUNLei1)，ZHANGChao-yi1)✉，LIWei2)1)SchoolofAutomationandElectronicEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China2)SchoolofComputerandCommunication,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China✉Correspondingauthor,E-mail:zhangchaoyi@ustb.edu.cnABSTRACTBasedonasummaryofthecharacteristicsoftheindustrialInternet,combinedwiththeoverallstatusoftheexistingindustrialInternet,thispaperanalyzestheproblemsofthetraditionalindustrialautomationclosedfive-tierarchitectureandconcludesthatthecurrentindustrialInternetremainsinastageoftechnologicaldevelopmentandmaturation,whichrestrictsthepromotionandstandardizationofChina’sintelligentmanufact...
