1.1 工业控制网络技术的研究意义

随着工业“4.0时代”概念的提出，以智能制造为主导的第四次工业革命悄然开始。“智能工厂”“智能生产”“智能物流”成为未来工业的三大主题，旨在通过信息通信技术和网络空间虚拟系统将制造业推向智能化。智能工厂已经被确定为全球制造业未来的发展目标，同时也是我国制造业转型升级的重要突破口，而智能工厂的精髓就是在工业领域的各个层面建立通信网络，使生产智能化和管理信息化深度融合。

智能工厂不仅能够实现生产过程的自动控制、远程监控，还能够将各生产厂家的生产管理、物流管理及仓库管理信息进行整合，实现用户需求与生产计划的实时匹配，避免资源浪费，提高生产效益，满足客户个性化定制产品的实时服务需求。工业4.0具有的三大技术特征：高度自动化、高度信息化、高度网络化，能够实现工厂内部的纵向集成、产业链的端到端集成、生态的横向集成。工业控制网络作为一种应用于工业生产环境的信息网络技术，从诞生之初，就担负着现场设备之间、现场设备与控制装置之间的数据传输功能，是现代工业自动化生产体系中的重要组成部分和工厂信息化的基础。它的构建必将成为智能工厂建设的核心。

工业控制网络技术是实现工业现场级控制设备数字化通信的一种技术，它可以使用一条通信电缆将带有智能模块和数字通信接口的现场设备连接起来，实现全分布式数字通信，完成现场设备的控制、监测、远程参数化等功能。它打破了自动控制系统作为工厂里信息孤岛的局面，实现了整个生产过程中设备之间及系统与外界之间的互联互通、实时控制，为安全、节能、高效生产创造了条件。

近年来，随着工业控制网络的发展，其实用性、灵活性不断提高，应用范围不断扩展，应用需求逐年增加。然而，应用的快速增长也必然伴随着各厂商在这一领域的激烈竞争。时至今日，受到不同厂商支持的各种工业控制网络纷纷搭建了自己的平台，许多不同的通信协议已成为工业控制网络市场中的标准协议，因此，希望支持市场所需不同协议，或者希望在同一台设备中支持多种协议的工业控制系统设计人员就要面临开发时间增加的问题。不同种类的工业控制网络之间是可以互联和互通的，但设备间不能互操作。在工业4.0大背景下，要想构建高速、高效、大数据安全的工业控制网络，我们必须了解目前通用的主流工业控制网络协议，它们的应用特点以及如何实现互联互通，争取在未来的某一天最终解决工业控制网络的多标准问题。