工业通信系统的规划、实施与维护研究

李永生，王志远

(北京奔驰汽车有限公司，北京 101399)

0 引言

工业通信把企业运营技术(operation technology,OT)的各方面连接起来，使得OT与企业通用的信息技术(information technology,IT)网络基础设施融合在一起构成数字化企业网络。因为OT与IT的融合，使他们共用了部分网络基础设施。

数字化企业网络可分为自动化层(automation)、分布层(distribution)、核心层(core)、通用服务层(common services)这四层结构。这一网络架构适用于有多个车间、每个车间有较多设备的大型工业企业。对于只有单个车间或者设备较少的小型工业企业，可以略去部分层。从分布层、核心层到通用服务层的三层，其通信的主要技术特征为IT。而自动化层通信的主要技术特征为OT所特有的工业通信技术。因此，本文的研究对象工业通信特指自动化层的通信技术。

在自动化层中，应用工业通信技术的主体为工业企业的生产线或设备，每条独立的生产线或每台独立的设备可称为自动化层的一个单元。使用典型的单元作为实例来进行研究，能够保证研究与实际应用密切结合，由此总结得到的理念与措施可以推而广之。本文选择汽车制造企业里用于总装生产的输送线西门子电动单轨系统(electric monorail system,EMS)作为实例。EMS的典型之处，在于它采用了多种工业通信技术，包括工业以太网Profinet、工业无线局域网(industry wireless local area networks,iWLAN)、工业现场总线Profibus DP等。

1 工业通信系统的规划

1.1 工业通信的技术特点

相对于办公所用的通用IT，工业通信技术对性能有着较高的要求，一般配合可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)使用，以适应严苛的工业环境。与其性能相对应，需要工业通信有相应的技术措施，并在规划时有针对性地主动采用。工业通信系统需要具备以下技术特点。

①确定性和实时性。这是自动控制对工业通信的基本要求。这一点也包括冗余环网故障时的切换时间及无线通信的漫游时间。

数字化企业网络架构如图1所示。

图1 数字化企业网络架构图

②高可靠性。工业生产如果因为通信原因造成中断，或者维修时间过长，都会造成经济损失。采用冗余环网，发生故障后自动迅速切换到无故障的路径；使用C-PLUG、LLDP技术，快速、免设置更换故障部件；使用快速连接电缆和接头。

③适应恶劣环境。工业环境经常存在极端温度、粉尘或腐蚀性、机械振动和强电磁干扰。针对恶劣环境，使用无风扇散热设计，避免风扇故障导致过热；自动锁紧的接头可免受振动或异物的影响；使用具有抗电磁干扰的电缆和接头。

④安全性。安全性主要指信息安全，需要防止未经授权的访问，并可以进行安全的远程访问等[1]。

⑤适应移动应用场景。在移动状态下进行可靠的工业通信。目前，西门子提供的技术主要为工业无线局域网iWLAN。

⑥故障安全。系统能在出现故障时，为操作员工和设备资产提供安全保障。比如，可以通过工业通信实现可靠的急停。

1.2 EMS工业通信的需求分析

EMS是用于汽车底盘装配的主要输送线，纵贯汽车底盘装配流程，长度可达千余米。EMS主体结构分为两部分，一部分是悬空固定的环形封闭的单轨，另一部分是众多携带车身在单轨上自行行走的抱具。单轨和抱具分别有自己独立的PLC控制系统。由于单轨长度很长，导致用于通信的I/O设备超过一定数量后，通常分成两段进行控制。这两段I/O设备分别有自己独立的PLC控制系统，相互之间可以通信。为了协调控制众多抱具的运行，也是为了不影响其他控制系统的实时性能，专门配置一个独立的PLC与这些抱具的PLC进行通信，可称为专用通信PLC控制系统。抱具PLC控制系统、专用通信PLC控制系统、单轨PLC控制系统相互之间进行通信，从而根据底盘装配工位的工艺要求实现每一个抱具的行走、升降、开关与旋转等动作。汽车生产一般使用制造执行系统(manufacturing execution system,MES)，有与MES服务器进行通信的需求，也有与生产监控服务器和自动化服务器进行通信的需求，一般通过单轨PLC控制系统与以上服务器进行通信。为了明确以上需求，需求方应提供设备平面图、终端设备分布图等。

基于以上需求，西门子现有的工业通信技术Profinet、iWLAN和Profibus DP都得到了应用。Profinet是西门子的主力通信技术，用于EMS单轨PLC控制系统、专用通信PLC控制系统；iWLAN配合Profinet用于专用通信PLC与移动设备EMS抱具之间的通信[2-5]；Profibus DP用于抱具内部的控制通信；单轨PLC控制系统与专用通信PLC控制系统之间的通信，采用PN/PN Coupler进行。

1.3 PLC设备选型

PLC的CPU及终端设备的选型等不在本文研究范围。单轨控制PLC和专用通信PLC系统都采用CPU319-3PN/DP和ET200S、变频器等Profinet I/O设备。

1.4 核心交换机选型

对于一个自动化单元来说，图1所示的自动化应用交换机是其通信系统的核心，可以称为核心交换机。表1为西门子用于一般工业应用的Scalance X系列交换机一览表。

表1 西门子Scalance X系列交换机一览表

EMS单轨PLC控制系统负责与上层进行通信。核心交换机选型的一个重要参数是PLC控制系统中的终端设备数量。EMS单轨PLC控制系统终端设备的数量一般超过50个。PLC作为控制系统的核心，需要连接到核心交换机的端口。为了实现与上层之间的通信，需要能够连接光纤。根据表1所示，至少需要选择X400型交换机。本文这里以Scalance X414-3E交换机为例。

X414-3E是一种模块化、可扩展的高度灵活的工业以太网交换机，基本设备包含有编号2～11的10个插槽的机架、2号插槽上的电源模块、3号插槽上的数字量输入模块、4号插槽上的CPU模块。插槽5可以插双绞线快速以太网模块或千兆位模块，也可以插光纤千兆位模块。此处使用了光纤千兆位模块，具备2个光纤端口。插槽6和7可以插光纤快速以太网模块，此处空置。插槽8无定义，不起作用。插槽9～11每个包含4个RJ-45插孔，共有12个双绞线快速以太网端口。插槽11右侧可以插入一个扩展机架，可以是包含2个4端口的双绞线快速以太网模块，也可以是包含4个2端口的光纤快速以太网模块。此处使用了2个4端口的双绞线快速以太网模块，即插槽12和13。这些端口的具体用途可做标准化规划。X414-3E的配置如图2所示。

图2 X414-3E的配置图

1.5 网络拓扑

在各种拓扑结构中，星形拓扑的实时性更好，环形拓扑的可靠性更好。但是对于EMS这种长达千余米的设备来说，星形拓扑和环形拓扑的适用性都不如树形拓扑。树形拓扑中存在部分终端设备通过多个交换机形成总线型拓扑。由于交换机存储转发功能造成的延迟，总线型拓扑实时性能较差，故需合理放置核心交换机的位置，避免把实时性要求高的终端设备置于总线末端。需要尽量减少总线型连接，可以在核心交换机之外设置作为星形拓扑核心的交换机，附近的终端设备连接到这个交换机，然后该交换机再与核心交换机相连形成树形拓扑，一般采用X200系列交换机。由于Profinet电缆长度不能超过100 m，而EMS设备较长难以避免，需要采用中继手段以保证通信的可靠性。Profinet本身没有信号中继的概念，但是可以采用带有等时同步功能的交换机实现信号中继功能。一般采用X200IRT系列交换机。带有等时同步功能的交换机采用直通转发的方式，产生的延迟比采用存储转发方式的交换机要短很多。

以上是单轨PLC控制系统的拓扑结构设计原则，专用通信PLC控制系统的网络拓扑与之类似。抱具PLC控制系统的拓扑结构因采用了ProfiBus DP而不同，将在下面说明。拓扑结构的设计追求层次清晰，如上述的单轨PLC控制系统应与专用通信PLC控制系统分开设计拓扑结构。

1.6 单元防护

自动化层设备单元的通信主要是工业以太网Profinet的实时通信，与之上三层的通用网络通信不同。为了防止通用网络中可能产生的广播风暴影响到自动化设备的实时通信，需要把他们划分成不同的VLAN，并且通过防火墙实现本地LAN和通用网络层WAN这2个不同VLAN之间的通信。为了防止通过上层通用网络对自动化层网络进行未经允许的访问，需要在上层通用网络和自动化层网络之间设置防火墙，只允许符合预定规则的远程访问。VLAN和防火墙的连接均要在核心交换机上进行设置，防火墙和虚拟局域网的设置如图3所示。模块5中的端口1和端口2是光纤端口，连接之上三层的通用网络，与模块9上的端口1划为VLAN1；模块9的其他端口和其他模块划为VLAN2，通过图示防火墙实现两个VLAN之间的通信。防火墙选用了Phoenix Contact FL MGUARD RS4000。

图3 防火墙和虚拟局域网的设置图

1.7 IP和设备名设计

每个自动化单元或者每个PLC控制系统的IP地址需设置在一个IP子网内。IP子网的设计需要根据终端设备的实际需求预留，不应设计少子网掩码带来的子网终端数量完全超出实际设备需求，否则容易出现超网或者子网冲突的情况；IP子网需要使用私有IP子网范围，不宜使用公网地址区间，否则当工业通信网与IT网络互联或者接入Internet时导致因子网冲突的路由不可达。应建立企业标准，为同种类型的设备分配某种特征的IP地址，便于工作中使用。举例来说，某工厂PLC A的网络地址为10.241.16.20/30，PLC B的网络地址为10.241.17.20/30。因为其分属不同的PLC控制系统，所以分属不同的子网10.241.16.0/30和10.241.17.0/30；但因为是同一种设备，所以拥有相同的终端号20。

每个自动化单元或者每个PLC控制系统内负载最大的通信为Profinet实时通信。对于Profinet以及附属于Profinet的iWLAN来说，实时通信为基于国际标准化组织/开放系统互联(International organization for standardization/open system interconnection,ISO/OSI)模型中物理层和数据链路层的通信，数据帧中的源地址和目的地址为MAC地址，不便于记忆，并且因为设备可能更换导致不具有唯一性。所以，在Profinet、iWLAN中，为每一个终端设定了设备名。可以建立企业标准，为同种类型的设备分配某种特征的设备名，并与位置、类型、IP地址等联系起来，便于工作中使用。设备名分为设备标志和系统名称两部分。比如上述PLC A的设备名可为h101-001sps101-kf020.m104g140schsps3。其中:h101-001sps101-kf020为设备标专，m104g140schsps3为系统名称。设备标志中，h101为PLC的位置名称，001sps101为功能组名称，kf020为PN地址。其中，020为其IP地址终端号。系统名称中，m104为工厂编号,g140 s为车间编号，chsps3为PLC控制系统编号。

1.8 电缆和附件的选型

在PLC控制系统中，一般选用电缆作为传输介质，使用电气接口的Profinet IO设备种类丰富，光纤用于长距离传输、电磁干扰特别强大或不同建筑物之间等场合。在电缆的标准方面，Profinet兼容IEC 11801-1标准。因为PLC控制系统内的Profinet IO通信基于快速以太网，故选用CAT5e类别的工业以太网快速连接双绞线(industry ethernet fast connect twisted pair,IE FC TP)，并有A、B、C三型电缆。其中，A型为硬线，B型为方便偶尔移动的柔性电缆，C型为用于连续移动的拖曳软电缆。EMS不需要移动网线，故选用A型电缆。

电缆附件主要是网线插头。为了屏蔽电磁干扰，需要使用金属材质插头。插头有RJ45和M12两种类型，IP20和IP67两种保护级别。需要插接的PLC与I/O设备都在控制柜中，故使用IP20级别的RJ-45插头即可。

1.9 iWLAN的规划

EMS是西门子iWLAN和漏波电缆技术典型的应用场景。iWLAN的规划是专用通信PLC控制系统的主要工作内容。

①信道选择。西门子的iWLAN技术基于IEEE 802.11 WLAN标准，并适应工业应用需求作了改进。iWLAN和IEEE 802.11 WLAN一样有2.4 GHz和5 GHz两个频段。其中，5 GHz又分高频段和低频段两个频段，每个频段包含若干信道。2.4 GHz、5 GHz低频段、5 GHz高频段信道资源分别如图4、图5、图6所示。

图4 2.4 GHz信道资源

图5 5 GHz低频段信道资源

图6 5 GHz高频段信道资源

2.4 GHz频段至多有3个不产生同频干扰的信道、5 GHz低频段至多有4个不产生同频干扰的信道。5 GHz高频段至多有5个不产生同频干扰的信道。由于EMS单轨较长，此处采用5 GHz高频段的149、153、157、161和165共5个信道。

②接入点和客户端的选型。

西门子Scalance W客户端和接入点如表2所示。

表2 西门子Scalance W客户端和接入点

接入点安装在车间内的EMS轨道上，为一般室内工业环境，需有M12插头以方便安装漏波电缆。由于EMS轨道可长达千余米以上，故需采用多个接入点才能形成完全覆盖。每个EMS抱具有1个客户端，安装在EMS抱具的控制柜内，故每1个接入点需要同时与多个客户端通信。而每1个客户端随着EMS抱具移动需要在多个接入点之间切换漫游。一方面，每个接入点需要协调其覆盖范围内的多个客户端；另一方面，实践证明客户端在2个接入点切换时间过长不满足实时控制要求，甚至会因丢失连接而报警。为此，西门子在为其iWLAN技术研发的工业特性iFeatures中专门提供了一项iPCF技术，使得接入点能以非常短的时间间隔定期轮询覆盖范围内的客户端，避免节点之间的冲突，同时还允许客户端快速漫游。目前，西门子最新产品没有像原先的产品在型号上强调并标记快速漫游技术(rapid roaming,RR)，而是强调使用内置的iPCF或用KEY-PLUG卡扩展iPCF功能。根据以上要求，接入点可选用W788-1 M12,KEY-PLUG W780交换介质卡、与漏波电缆相连接的电缆和终端电阻等；客户端选用W748-1 RJ45，KEY-PLUG W740交换介质卡、与天线相连接的电缆和天线等。

③漏波电缆及其附件的规划选型。由于EMS抱具在长距离移动过程中处于环境复杂，如果仅仅采用iWLAM的接入点和普通天线，容易产生遮挡，导致信号盲区。为了得到稳定、可靠的无线信号，需采用一种特殊的天线漏波电缆并沿EMS抱具移动的单轨铺设。5 GHz和2.4 GHz频段使用不同的漏波电缆，这里需要选用5G频段专用漏波电缆。接入点W788-1 M12虽然有三个天线接口，一般仅使用一个接口连接漏波电缆。在通常的使用条件下，5 GHz频段接入点在只接1根漏波电缆时能有效传输信号的长度可达120 m；使用功分器左右各接1根漏波电缆时，每根漏波电缆能有效传输信号的长度可达100 m，2根总计可长达200 m，故使用功分器能够极大扩展信号传输长度。由于EMS轨道可长达千余米以上，故选用功分器。为了保障在漏波电缆末端有较强的信号，一般使用单根漏波电缆不超过70 m。

上述通常的使用条件包括：5 GHz频段客户端天线接收器与漏波电缆之间的距离不超过10 cm；漏波电缆末端使用终端电阻；铝轨道与漏波电缆的距离为15 cm；接入点与功分器之间和客户端与天线接收器之间的馈线长度为1 m。另外，规划时需保证相同5 G频段漏波电缆之间的距离在30 m以上，相邻两段漏波电缆的末端距离为1 m。

④其他方面。iWLAN实际上是对Profinet工业以太网技术的扩展，在Profinet有线技术的基础上工作，不能脱离Profinet有线技术独立工作[6]。接入点和客户端都作为I/O设备通过电缆连接到专用通信PLC控制系统中，所以也需要对其有线部分进行规划。需要注意的是，接入点和客户端的IP地址应在一个网段。

1.10 Profibus DP的规划

Profibus DP现场总线技术是Profinet上一代的工业通信技术，目前使用这种技术的公司仅限于西门子公司，在EMS输送线中也仅在EMS抱具PLC控制系统内部使用。抱具PLC采用CPUIM151-8F PN/DP、变频器、拉绳编码器等DP设备。由于此CPU具备Profinet端口，故可以将抱具PLC控制系统融入Profinet通信系统。每台抱具内部的DP设置可以相同，抱具之间互不影响。EMS可有多达上百台抱具，如果不采用Profibus DP而采用Profinet，那么就将涉及网络地址转化(net address transfer,NAT)技术。如果每台抱具有相同的IP地址和设备名，只有采用NAT技术，才能把每一台抱具融入EMS的Profinet系统而不造成地址冲突。如果采用不同的IP地址，那么会造成EMS的IP地址不够使用，也不方便增加抱具。相对来说，采用Profibus DP是一种简便快捷的方案，设置工作量少，便于增加EMS抱具。因为抱具DP设备数量很少，是一个很小的通信系统，所以Profibus DP通信速度低、可靠性低等缺点还体现不出来。

2 工业通信系统的实施

2.1 线路的安装

线路的安装必须严格规范,尽量排除人为因素。在生产过程中出现的种种问题，很多是因工程期间没有规范施工造成的。

①Profinet电缆的安装。电缆必须有正确编号的标签并与图纸一致。电缆必须安装在金属线槽中，并且不与焊接线、伺服线等有电磁辐射的电缆并行安装，或者至少距离20 cm以上。避免出现闲置的电缆，如果有，需要在端部安装以太网插头。电缆进出控制柜时，必须紧固在屏蔽接线柱上。所有电缆线头上的屏蔽层必须剥离出来，并连接在屏蔽接线柱上。屏蔽接线柱必须与控制柜外壳紧固连接。

②漏波电缆的安装。剥除电缆外皮需要使用专用剥线工具。用锯子锯开电缆而不是用钳子夹断。最小弯曲半径20 cm，过小半径应用柔性馈线连接。使用专用的电缆夹、垫圈和垫块固定电缆，固定点间距不要超过1.2 m，建议0.5 m，避免使用金属固定件。两段连续电缆间馈线长度不要超过1 m。校准电缆，不要扭曲。

③Profibus电缆的安装。由于Profibus DP的拓扑仅有总线结构一种，每个DP设备之间都是用DP电缆首尾连接，也需要注意屏蔽层接地。

2.2 PLC的设置

核心交换机是通信系统的核心，而PLC是包括通信系统在内的控制系统的核心。在PLC编程软件的硬件配置功能中，对每一设备进行组态与诊断，并编制包括每一设备在内的网络拓扑。硬件配置功能还需设置所有设备的设备名、IP地址、位置名称、地址名称、刷新时间等参数。交换机、变频器等自身有CPU的智能I/O设备，由于其功能较为复杂，还有专门的软件来进行设置。一般I/O设备的更新时间设为8 ms，看门狗时间设为24 μs。

2.3 交换机的设置

这里主要说明核心交换机X414-3E的设置。

首先要设置CPU模块上的双列直插式(double in-line package,DIP)开关，把冗余管理器(redundancy manager,RM)扳到OFF，不在此处把该交换机设置成环网管理器；把备用(Standby,SB)扳到OFF,不把此交换机作为备用；把R1和R2扳到on，激活软件设置，包括通过WBM设置环网端口。

然后在交换机的基于Web的管理(web-based management，WBM)浏览器设置页面进行设置。这里仅仅说明与工业通信关系较为密切的几点，其他许多通用IT功能不提。本例使用树形网络，不使用环网，故取消环网使能。按图3所示设置两个VLAN。使能发现和基本配置协议[7](discovery and basic configuration protocol,DCP)，并且把光纤模块与IT网络相连的两个端口取消使能DCP。DCP是Profinet的特有协议，相当于TCP/IP协议中的动态主机配置协议(dynamic host configuration protocol,DHCP),不同之处在于DCP能自动标志与查询未指定IP地址的节点，然后配置其IP地址、子网掩码和默认网关。通过光纤模块相连的IT网络不支持DCP,故需设成取消使能。设置链路层发现协议(link layer discovery protocol,LLDP)和简单网络管理协议(simple network management protocol,SNMP)，这是两个对网络进行管理诊断的重要协议。

2.4 防火墙的设置

通过浏览器页面设置MGUARD RS4000。防火墙需要防止从办公网络甚至互联网上发起的对自动化单元的非允许的访问，自动化单元发起的对办公网络的访问是不受限制的。防火墙需要制定规则，允许符合规则的访问。这些主要涉及IT，不作详细说明。

2.5 iWLAN接入点和客户端的设置

使用WBM浏览器页面对接入点和客户端进行设置。常规设定(如IP地址、设备名、SSID、国家等)在此不作说明。

类似于EMS这种一个接入点下有多个客户端并且一个客户端在多个接入点间漫游的设备，建议首先使能接入点和客户端的iPCF。在使能iPCF之前，需要首先把认证类型(authentication type,AT)改为Open system，然后自动把加密方式设为WEP。需要注意的是，应用iPCF功能，需要所有接入点和客户端都要应用iPCF功能。

西门子最新产品中，使能了iPCF功能之后，将会自动把一系列关键参数设置为默认选项，并且自动变灰色，不能选择其他选项。这些参数的选项，是适应iPCF的最佳设置。以前的产品虽然没有这一功能，但是显然可以参考这一功能进行设置。无论新老产品，在规划时就要考虑到将来必然要选用的参数，比如通信速度对漏波电缆长度的设定是有影响的。iPCF的默认设置如表3所示。

表3 iPCF的默认设置

西门子建议在工业控制应用中无线模式应选择IEEE 802.11 a，虽然通信速度慢，但是可靠性高；在视频监控应用中可选择通信速度高的无线模式。

在PLC硬件配置功能中设置接入点的刷新时间，一般自动设置为最短128 ms，这个刷新时间为一般有线设备刷新时间8 ms的16倍，说明iWLAN的实时性远远不及有线设备。因此，iWLAN不适用于高速运动的设备。而EMS抱具运动缓慢，故适用。

2.6 Profibus DP的设置

Profibus DP的设置较为简单，都在PLC编程软件的硬件配置功能中进行，不作详细说明。

3 工业通信系统的维护

工业通信系统的维护涉及面比较广[8]，需要对PLC和通信技术都有一定的了解和掌握。这里仅说明工业通信系统自身提供的维护工具。

3.1 存储介质

存储介质插在设备上，用来保存设备的程序或设置数据，一般禁止热插拔。在出现硬件故障需要更换为新的设备时，可以在新设备上直接插入原设备上的存储介质，无需重新设置即可使用。这方便了设备维护。Phoenix Contact FL MGUARD RS4000使用了SD卡。西门子的PLC CPU和IO设备用了MMC卡，而交换机、iWLAN接入点和客户端都可以使用C-PLUG卡。KEY-PLUG卡用在西门子iWLAN接入点和客户端新产品上，不仅用作存储介质，还内置了iPCF等工业特性。故使用iWLAN接入点和客户端新产品，并使用iPCF功能时，必须使用KEY-PLUG卡。

3.2 无介质更换设备

西门子所称的“无介质更换设备”技术，有的厂家称之为“无需组态工具更换设备”技术。当PLC存有与现场实际相符的网络拓扑，只要Profinet系统中使用的设备都支持LLDP[9]，那么在出现硬件故障更换为新的设备时，无需设置工具，也无需存储介质，设备可以自动进行设置，实现正常工作。

3.3 交换机的维护工具

在交换机的WBM设置界面上，可以通过事件日志(event log)和错误数据包(packet error)统计来查看交换机故障。另外，交换机可提供端口镜像功能，能使用抓包工具Wireshark进行故障诊断。Wireshark是一种用于网络故障诊断的开源软件工具，支持Profinet协议。

3.4 iWLAN接入点的维护工具

在接入点的WBM设置界面上，可以通过查看日志列表(log table)、故障列表(faults)、以太网统计(ethernet statistics)、WLAN统计(wlan statistics)等工具查看接入点的状态，了解其运行情况。西门子较新的接入点产品提供了频谱分析的功能，方便检测接入点所处环境中的WLAN信道使用情况，排除同频干扰。由于检测的恰是接入点的周边环境，比使用计算机或手机等在地面上进行的频谱分析更能贴近实际情况。由于工厂中使用WLAN的设备越来越多，而信道数量有限，造成同频干扰影响设备正常运行的情况的可能性很大。

3.5 iWLAN客户端维护工具

在客户端的WBM设置界面上，可以通过查看日志列表(log table)、以太网统计(ethernet)、WLAN统计(WLAN)、ICMP、SNMP等工具查看客户端的状态，了解其运行情况。与接入点能进行频谱分析相对应，客户端可检测信号强度。由于检测的是客户端所经过环境中的信号强度，比使用计算机或手机等在地面上进行的信号强度检测更能贴近实际情况。可在设备验收时进行一次全面的信号强度检测并保留记录，并在故障检查时再进行信号强度检测时进行对比，辅助故障排查。

4 结论

本文首先明确了工业通信在数字化工厂网络这一全局工作中所处的位置，然后以EMS这一采用了多种工业通信技术的典型设备为例，说明了工业通信系统进行规划、实施和维护所采用的工作流程、技术要点和系统工具。对工业通信系统进行规划、实施和维护，首先要全面深刻理解工业通信的技术特点，从满足具体需求出发进行顶层的规划，然后再从设置细节方面进行实施，充分利用系统工具进行系统维护。