仪综所&华为：2023工业光总线白皮书（38页）.pdf

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1、 工业光总线白皮书 目 录 i 目目 录录 目目 录录.i 前前 言言.1 编写说明编写说明.2 1 工业光总线产生的背景工业光总线产生的背景.3 1.1 新型工业控制发展的趋势.3 1.2 工业控制对通信的需求.5 1.3 当前现场总线技术面临的挑战.8 2 工业光总线的简介工业光总线的简介.9 2.1 工业光总线体系架构.10 2.2 工业光总线的定义.11 2.3 工业光总线可实现的价值.12 3 工业光总线的原理工业光总线的原理.15 3.1 工业光总线的协议架构.15 3.2 工业光总线的关键技术.20 3.3 工业光总线的技术优势.24 4 工业光总线的行业应用工业光总线的行业应用

2、.27 4.1 半导体行业高速高精度封测设备.27 4.2 激光加工行业激光高精度切割机床.29 4.3 通信行业精密光器件耦合设备.30 4.4 新能源行业锂电表面缺陷检测装备.31 5 工业光总线的发展趋势和展望工业光总线的发展趋势和展望.33 6 缩略语缩略语.35 工业光总线白皮书 前 言 1 前前 言言 中国工业经过近几十年的飞速发展，规模已经跃居世界第一，目前正处在转型的攻坚阶段，正在实现从高速增长到高质量增长的转变，从制造业大国向制造业强国迈进。我国拥有全球最大的全光基础网络，也是光通信产业最蓬勃发展的国家之一，拥有多个世界领先的光通信技术公司，将光网络技术与工业相结合具备天然的

3、条件和优势。2020 年 2 月，国际组织 ETSI 正式成立了第五代固定网络（F5G）工作组，研究新一代光网络，即全光网络的建设。全光网的发展目标是通过将光纤技术全面应用于各种场景，提出了“Fiber to Everywhere”产业愿景，开启光联万物新时代。工业光总线采用光通信技术互联工业现场生产要素，以光纤作为传输媒质，具有抗干扰、高可靠、强实时、低抖动、大带宽等优点，既可满足企业在智能制造转型升级过程中的总线需求，又可保证其总线的安全、便捷和易用，可以提供面向不同工业场景下生产现场总线光互联的整体解决方案。本文对工业光总线的用户需求、总体架构、关键技术、相关优势、用户价值、应用场景等多

4、个方面进行了阐述。工业光总线白皮书 编写说明 2 编写说明编写说明 工业光总线应用目前还处于起步阶段，本白皮书对工业光总线的认识也是阶段性的，后续将根据工业光总线的发展情况和来自各界的反馈意见，在持续深入研究的基础上适时修订和发布新版白皮书。组织单位：组织单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 编写单位（排名不分先后）编写单位（排名不分先后）：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 华为技术有限公司 华中科技大学 中南大学 深圳市正运动技术有限公司 武汉迈信电气技术有限公司 常州洛源智能科技有限公司 上海柏楚电子科技股份有限公司 深圳市华成工业控制股份有限公司 工业光总线白皮书 1 工业光总线产

5、生的背景 3 1 工业光总线产生的背景工业光总线产生的背景 1.1 新型工业控制发展的趋势 从全球范围来看，工业化进程经历了机械化（工业 1.0）、电气化（工业 2.0）和信息化（工业 3.0）三个阶段，现在正处于智能化发展的第四个阶段（工业 4.0）。工业 4.0 以智能制造为主导生产方式，实现了新一代信息技术与先进制造技术的深度融合。企业生产制造全过程存在 OT 和 IT 两大技术系统，OT 系统主要负责生产控制执行，IT 系统主要负责业务经营管理。工业自动化属于 OT 技术范畴，主要是指在生产制造过程中广泛采用自动控制、仪器仪表、自动调整装置等设备，按照预期目标实现测量、执行等信息处理和

6、过程控制，以代替人工操作或人工操纵机器进行生产制造。随着传感器、物联网、大数据、人工智能等新技术的不断融合渗透，工业自动化逐渐从传统封闭专用的技术体系向开放标准化的技术体系发展，呈现如下趋势：工业自动化系统集成化发展工业自动化系统集成化发展 工业自动化系统集成化有两层含义。一是工业自动化系统的功能集成度越来越高，从单一自动控制转向集自动化、机器人、运动控制等多功能于一体，例如将许多不同的组件集成到一台机器中，这使得 PLC 的集成度越来越高，“控制+驱动”、“控制+驱动+执行”等新型产品越来越普及；PLCopen 为此定义了用于协调运动控制的标准功能块，使得机器人、运动控制器成为工业自动化系统