CN116774644A - 工业自动化控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种工业自动化控制系统及方法，用以解决仅用基站广播调度资源导致传输时延增大的技术问题。具体包括：主控可编程逻辑控制器PLC单元、被控工业设备单元；可编程逻辑控制器PLC单元包括：第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块；这样只需下行传输便可将数据包发送到工业设备而无需通过中转站转发，大大缩短主站控制器和从站工业设备之间无线通信时间，从而减少传输时延。
Description
技术领域
本申请涉及工业控制领域，尤其涉及一种工业自动化控制系统及方法。
背景技术
目前工业互联网主要基于通信总线协议，采用有线线缆方式完成工业现场各类数据的传输，包括过程感知数据、控制指令等。其中一种场景，一个主站（例如可编程逻辑控制器PLC）通过总线连接多个从站（如传感器、伺服机构等工业设备）。主站下发控制指令给从站，从站反馈采集数据、执行情况等，两者互相协调完成一系列操作。具体的，主站控制器和从站工业设备之间可以采用总控、令牌环、冲突检测等方式共享传输线路，以完成对传输介质使用的控制。但是这种有线连接的方式需要布线，布局选项有限。在安装时，需要的配件较多，还需要配置相应的软件，配置复杂。在安装后，移动性也不高。5G（5th GenerationMobile Communication Technology，第五代移动通信技术）规定了URLLC（Ultra ReliableLow Latency Communication，超可靠低时延通信）场景，具有超高可靠和超低时延的特性。URLLC场景可以应用于工业互联网之中，在满足各类控制业务的通信要求，工业互联网必须保障数据传输的实时性和可靠性，确保数据在给定截止期内到达，即确定性通信。用于弥补当前有线工业互联网中存在的缺陷。
在实现现有技术的过程中，发明人发现：
根据3gpp协议，工业无线互联网中，主站控制器和从站工业设备均作为终端设备存在，相互之间通信需要依赖基站对传输资源进行调度。这相比于有线设备实际增大了传输的时延。
因此，需要提供一种工业自动化控制系统及方法，用以解决仅用基站广播调度资源导致传输时延增大的技术问题。
发明内容
本申请实施例需要提供一种工业自动化控制系统及方法，用以解决仅用基站广播调度资源导致传输时延增大的技术问题。
具体的，一种工业自动化控制系统，包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号；
被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元包括：
第一网卡，输入表征控制指令的主控信号；
与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块，调制主控信号，并生成主控数字信号；
与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块，广播发射主控数字信号；
所述被控工业设备单元包括：
第二射频处理模块，广播接收主控数字信号；
与第二射频处理模块通过光纤连接的第二基带处理模块，解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡，输出表征控制指令的主控模拟信号；
与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块，根据主控模拟信号，执行控制指令；
所述工业设备执行模块还发出表征反馈信息的反馈信号；
所述第二网卡，还输入表征反馈信息的反馈信号；
所述第二基带处理模块，还调制反馈信号，生成反馈数字信号；
所述第二射频处理模块，还广播发射反馈数字信号；
所述第一射频处理模块，还广播接收反馈数字信号；
所述第一基带处理模块，还解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
所述第一网卡，还输出表征反馈信息的反馈模拟信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态；所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
进一步的，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
进一步的，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，还包括：根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
进一步的，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元还通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
进一步的所述主控可编程逻辑控制器PLC单元按5G协议栈，将主控数字信号添加GTP包头、信道编码以封装。
本申请实施例还提供一种工业自动化控制方法，应用于工业自动化系统，所述工业自动化系统包括：主控可编程逻辑控制器PLC单元、被控工业设备单元；
所述可编程逻辑控制器PLC单元包括：第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；
所述被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、与第二射频处理模块通过光纤连接的第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块；
所述方法包括以下步骤：
主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号；
被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况；
其中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
第一网卡输入表征控制指令的主控信号；
第一基带处理模块调制主控信号，并生成主控数字信号；
第一射频处理模块广播发射主控数字信号；
所述被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令，具体包括：
第二射频处理模块广播接收主控数字信号；
第二基带处理模块解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
第二网卡输出表征控制指令的主控模拟信号；
工业设备执行模块根据主控模拟信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号，具体包括：
工业设备执行模块发出表征反馈信息的反馈信号；
第二网卡输入表征反馈信息的反馈信号；
第二基带处理模块调制反馈信号，生成反馈数字信号；
第二射频处理模块广播发射反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况，具体包括：
第一射频处理模块广播接收反馈数字信号；
第一基带处理模块解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
第一网卡输出表征反馈信息的反馈模拟信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态；所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
进一步的，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
进一步的，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
进一步的，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
进一步的，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元按5G协议栈，将主控数字信号添加GTP包头、信道编码以封装。
本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：
主控可编程逻辑控制器PLC单元中，第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块。通过设置主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元，这样，只需下行传输便可将数据包发送到工业设备而无需通过中转站转发，一方面节省了数据处理时间，另一方面避免了基站转发，大大缩短主站控制器和从站工业设备之间无线通信时间，从而减少传输时延。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种工业自动化控制系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种工业自动化控制方法的流程框图；
图3为本申请实施例提供的工业有线网络通信路线图；
图4为本申请实施例提供的工业无线网络通信路线图；
图5为本申请实施例提供的被控工业设备单元与无线网络临时标识的对应图；
图6为本申请实施例提供的主控可编程逻辑控制器PLC单元的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的被控工业设备单元的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种工业自动化控制系统的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的原始可编程逻辑控制器PLC发送控制指令至工业设备的数据处理示意图；
图10为本申请实施例提供的原始工业设备发送反馈指令至可编程逻辑控制器PLC的数据处理示意图；
图11为本申请实施例提供的主控可编程逻辑控制器PLC单元发送控制指令至被控工业设备单元的数据处理示意图；
图12为本申请实施例提供的被控工业设备单元发送反馈指令至主控可编程逻辑控制器PLC单元的数据处理示意图。
图中附图标记表示为：
100-工业自动化控制系统
11-主控可编程逻辑控制器PLC单元
12-被控工业设备单元
111-第一网卡
112-第一基带处理模块
113-第一射频处理模块
121-第二射频处理模块
122-第二基带处理模块
123-第二网卡
124-工业设备执行模块。
实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
目前工业互联网主要基于通信总线协议，采用有线线缆方式完成工业现场各类数据的传输，包括过程感知数据、控制指令等。请参看图3，为工业有线网络通信路线图。可编程逻辑控制器PLC通过总线连接多个工业设备，包括传感器、伺服机构等。可编程逻辑控制器PLC下发指令，至少控制工业设备的运行情况。相反的，工业设备可以向可编程逻辑控制器PLC反馈信息。所述反馈信息可以包括数据采集情况、控制指令执行情况。在这种场景下，可编程逻辑控制器PLC和工业设备两者互相协调完成一系列操作。但是这种有线连接的方式需要布线，布局选项有限。
工业有线网络通信和工业无线网络通信的差别在于是否存在基站，对全网所有终端和传输资源进行分配。根据3gpp协议，在工业无线网络通信中，当前工业设备之间的相互通信，依赖于基站从中协调，具体请参看图4，为工业无线网络通信路线图。可编程逻辑控制器PLC如果要发控制消息给工业设备，需要先通过上行传输，发送控制消息给基站。之后，基站再通过下行调度将控制信息传递给工业设备。相同的，如果工业设备需要反馈执行结果给可编程逻辑控制器PLC，也需要先将反馈消息通过上行传输，发送给基站。之后，基站再通过下行调度将反馈消息传递给可编程逻辑控制器PLC。
比较工业有线网络通信和工业无线网络通信，不难发现，在有线模式下，可编程逻辑控制器PLC发送控制信息后，通过通信介质（如电缆等）直接可以将控制信息发送给工业设备。在无线模式下，可编程逻辑控制器PLC发送控制消息或者工业设备发送反馈消息时，都需要基站进行调度转发。而基站要确定信息传递对象，则需要将控制数据包上传至高层，解包后再进行下发。由于可编程逻辑控制器PLC和工业设备之间通信需要依赖基站对传输资源进行调度，所以显然导致了传输时延的增大。
因此，需要提供一种工业自动化控制系统及方法，用以解决仅用基站广播调度资源导致传输时延增大的技术问题。
请参看图1，本申请提供一种工业自动化控制系统100，包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元11，生成表征控制指令的主控数字信号；
被控工业设备单元12，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元12，还发出表征反馈信息的反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元11，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元11包括：
第一网卡111，输入表征控制指令的主控信号；
与第一网卡111通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块112，调制主控信号，并生成主控数字信号；
与第一基带处理模块112通过光纤连接的第一射频处理模块113，广播发射主控数字信号；
所述被控工业设备单元12包括：
第二射频处理模块121，广播接收主控数字信号；
与第二射频处理模块121通过光纤连接的第二基带处理模块122，解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
与第二基带处理模块122通过光纤和光模块连接的第二网卡123，输出表征控制指令的主控模拟信号；
与第二网卡123通过光纤连接的工业设备执行模块124，根据主控模拟信号，执行控制指令；
所述工业设备执行模块124还发出表征反馈信息的反馈信号；
所述第二网卡123，还输入表征反馈信息的反馈信号；
所述第二基带处理模块122，还调制反馈信号，生成反馈数字信号；
所述第二射频处理模块121，还广播发射反馈数字信号；
所述第一射频处理模块113，还广播接收反馈数字信号；
所述第一基带处理模块112，还解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
所述第一网卡111，还输出表征反馈信息的反馈模拟信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态；所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
主控可编程逻辑控制器PLC单元11，生成表征控制指令的主控数字信号。
可以理解的是，所述主控可编程逻辑控制器PLC（Programmable LogicController，简称PLC）单元中可编程逻辑控制器PLC是一种专门应用在工业环境下的数字运算操作电子系统。其采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字形式或模拟形式的输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元11包括：
第一网卡111，输入表征控制指令的主控信号；
与第一网卡111通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块112，调制主控信号，并生成主控数字信号；
与第一基带处理模块112通过光纤连接的第一射频处理模块113，广播发射主控数字信号。
在本申请的工业自动化控制场景下，所述可编程逻辑控制器PLC至少包括逻辑控制时序控制、模拟控制、多机通信等功能。通过所述模拟控制功能，可以生成表征控制指令的主控信号。其中，所述表征控制指令的主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。具体的，所述数字开关信号用于开关量的控制。例如，冶金、机械、轻工、化工、纺织等工业设备，需要通过数字开关信号来控制开关，以实现自动化控制。所述模拟信号用于模拟量的控制，包括但不限于电流、电压、温度、压力等物理量。工业设备连续型的生产过程中，由于电流、电压、温度、压力等物理量的大小是连续变化的，所以需要对这些物理量进行控制。进一步的，所述模拟信号需要进行模数转换，通过数字信号控制工业设备的电流、电压、温度、压力等物理量。
请参看图5，为本申请实施例提供的主控可编程逻辑控制器PLC单元11的结构示意图。第一网卡111，输入表征控制指令的主控信号。与第一网卡111通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块112，调制主控信号，并生成主控数字信号。与第一基带处理模块112通过光纤连接的第一射频处理模块113，广播发射主控数字信号。其中，第一基带处理模块112和第一射频处理模块113共同构成基站通信模组。
与通信接口通过光纤连接的第一基带处理模块112，调制主控信号，并生成主控数字信号。可以理解的是，所述调制可以将能量低的消息信号与能量高的载波信号进行混合，产生一个新的高能量信号。该高能量信号可以将信息传输到很远的距离。换句话说，调制可以根据消息信号的幅度去改变载波信号的特性，包括幅度、频率或者相位。在本申请提出的工业自动化控制系统中，所述第一基带处理模块可以将能量低的主控信号调制为能量高的主控数字信号。需要说明的是，所述第一基带处理模块中“第一”是一种分类标识，不代表基带处理模块的优先级。
调制一般可分为模拟调制和数字调制。所述模拟调制可以理解为将模拟消息信号直接调制在载波上，让载波的特性跟随其幅度进行变化。当调制信号或者消息信号不在是模拟形式时，采用数字调制。所述数字调制可以理解为进行了模数转换，将数字基带信号调制到载波上进行传输，具有高抗噪性、高可用带宽和容许功率。
在本申请的一个具体实施例中，所述表征控制指令的主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。第一基带处理模块，用于调制模拟信号和数字开关信号，生成主控数字信号。
与第一基带处理模块112通过光纤连接的第一射频处理模块113，广播发射主控数字信号。可以理解的是，射频处理模块一般用于信息的发送和接收。射频处理模块中最主要的射频芯片可用于基带调制信号的上变频和下变频。具体的，射频芯片可以理解为将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。其包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。需要说明的是，所述第一射频处理模块中“第一”是一种分类标识，不代表射频处理模块的优先级。
需要强调的是，所述基站通信模组被设置为支持3GPP 5G URLLC通信协议，并支持sub6和毫米波频段。
被控工业设备单元12，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令。请参看图6，为本申请实施例提供的被控工业设备单元12的结构示意图。
所述终端通信模组包括第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤连接的第二射频处理模块。第二射频处理模块121，广播接收主控数字信号。与第二射频处理模块121通过光纤连接的第二基带处理模块122，解调主控数字信号，并生成主控模拟信号。与第二基带处理模块122通过光纤和光模块连接的第二网卡123，输出表征控制指令的主控模拟信号。与第二网卡123通过光纤连接的工业设备执行模块124，根据主控模拟信号，执行控制指令。
可以理解的是，解调是调制的逆过程，就是在接收端通过某种信号处理手段从已调信号中得到基带信号。终端通信模组将收到的主控数字信号重新转化成工业使用的数字开关信号和模拟信号，并传输给工业设备执行模块。工业设备的执行情况、反馈信息等，使用相同的方法通过上行调度发送给主控可编程逻辑控制器PLC单元。
需要强调的是，所述终端通信模组被设置为支持3GPP 5G URLLC通信协议，并支持sub6和毫米波频段。
具体的，反馈过程可参看以下。
所述被控工业设备单元12，还发出表征反馈信息的反馈数字信号。
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元11，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况。
所述工业设备执行模块124还发出表征反馈信息的反馈信号；
所述第二网卡123，还输入表征反馈信息的反馈信号；
所述第二基带处理模块122，还调制反馈信号，生成反馈数字信号；
所述第二射频处理模块121，还广播发射反馈数字信号；
所述第一射频处理模块113，还广播接收反馈数字信号；
所述第一基带处理模块112，还解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
所述第一网卡111，还输出表征反馈信息的反馈模拟信号。
其中，所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
进一步的，在本申请提供的另一种优选实施方式中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，还包括：根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
可以理解的是，RNTI（Radio Network Temporary Identifier，无线网络临时标识）是一种标识码，用于区分和识别通信小区中连接的终端、无线信道。其区分和识别原理为使用RNTI去加扰无线信道信息的CRC（Cyclic redundancy check，循环冗余校验），接着终端用相对应的RNTI到搜索空间解扰，并获取控制信息，最后到PDSCH获取相应的资源。其中，所述搜索空间包括公共搜索空间CSS（Common Search Space）和用户特定搜索空间USS（UE specific Search Space）。
请参看图7，为被控工业设备单元与无线网络临时标识的对应图。在图中，被控工业设备单元1被分配RNTI 1；被控工业设备单元2被分配RNTI 2；被控工业设备单元n被分配RNTI n。主控可编程逻辑控制器PLC单元分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元后，根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。主控可编程逻辑控制器PLC单元根据映射关系，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的上下文信息，建立点对点的通信。主控可编程逻辑控制器PLC单元需要发送信号给被控工业设备单元时，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。由于可编程逻辑控制器PLC根据无线网络临时标识RNTI，掌握有需要调度的工业设备指令。因此，如果无线网络临时标识RNTI不同，被控工业设备单元则不接收，提高了控制数据定向传输的准确率。
进一步的，在本申请提供的又一种优选实施方式中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元还通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
由于有线通信方式具有广播特点，即可编程逻辑控制器PLC发布通信信息，数据包沿网线进行传送，网线上工业设备都可以接收并解析该数据包，并根据地址信息判断是否为发送给自己的数据包。所以，基于现有总线协议，通信发包格式通常采用：开始、地址、功能、数据、冗余检查、结束。
在本申请的工业自动化控制系统中，为了避免数据包格式过于复杂，主控可编程逻辑控制器PLC单元通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；基于时频调度资源，所述主控信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。换句话说，通过DCI/RRC信令等控制信息唯一指示终端一块时频调度资源，所以不存在所有被控工业设备单元需要都去检索数据包格式，承载的数据内容格式可以只保留：功能、数据、冗余检查，使得数据包格式简单化，避免了工业设备需要根据地址信息检索多个数据包，提高了数据传输效率、数据接收效率。
可以理解的是，在一些小规模的工业互联网中，往往只存在一个可编程逻辑控制器PLC，和多个工业设备，相当于一个小规模的局域网。所以本申请的主控可编程逻辑控制器PLC单元具备核心网功能，即可以建立和维护被控工业设备单元上下文，为其分配唯一的RNTI信息，并按照5G协议要求，封装下发的数据信息。
进一步的，在本申请提供的又一种优选实施方式中，所述可编程逻辑控制器PLC还用于按5G协议栈，将主控信号添加GTP包头、信道编码以封装。
请参看图8，为本申请实施例提供的另一种工业自动化控制系统的结构示意图。
其中，所述工业自动化系统包括：可编程逻辑控制器PLC、与可编程逻辑控制器PLC通过光纤连接的基站通信模组、终端通信模组、与终端通信模组通过光纤连接的工业设备。所述工业设备包括但不限于伺服电机、传感器。所述基站通信模组包括第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块。所述终端通信模组包括第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤连接的第二射频处理模块。所述可编程逻辑控制器PLC至少包括网卡。其中，网卡、基站通信模组共同构成主控可编程逻辑控制器PLC单元。所述工业设备至少包括工业设备执行模块。终端通信模组、网卡、工业设备执行模块构成被控工业设备单元。
可编程逻辑控制器PLC生成表征控制指令的主控信号。其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。另外的，可编程逻辑控制器通过DCI/RRC信令，指示工业设备的时频调度资源。基于时频调度资源，所述主控信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。同时，可编程逻辑控制器PLC分配无线网络临时标识RNTI给工业设备后，根据无线网络临时标识RNTI，建立可编程逻辑控制器PLC和工业设备的映射关系。接着，可编程逻辑控制器PLC，根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。基站通信模组的第一基带处理模块调制主控信号，生成主控数字信号。基站通信模组的第一射频处理模块广播发射主控数字信号。终端通信模组的第二射频处理模块广播接收主控数字信号。终端通信模组的第二基带处理模块解调主控数字信号，生成主控模拟信号。工业设备根据主控模拟信号，执行控制指令。
工业设备执行控制指令后，还需要进行反馈。具体的，工业设备发出表征反馈信息的反馈信号。所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。第二基带处理模块调制反馈信号，生成反馈数字信号。第二射频处理模块广播发射反馈数字信号。第一射频处理模块广播接收反馈数字信号。第一基带处理模块解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号。可编程逻辑控制器PLC根据反馈模拟信号，确定工业设备信号接收和执行情况。
请参看图9，为原始可编程逻辑控制器PLC发送控制指令至工业设备的数据处理示意图。图10，原始工业设备发送反馈指令至可编程逻辑控制器PLC的数据处理示意图。
可以理解的是，在基站无线通信中，数据包在无线网络上是以无线帧为单位进行传输。换句话说，无线帧就是数据包传输的时间单位。所述无线帧发送的周期一般为10ms。一个无线帧中包含10个子帧，即一个子帧为1秒。在5G系统中，根据子载波大小，子帧的上下行分配单位时隙Slot也不同。所述时隙Slot是数据包调度和同步的最小单位，一般包含14个symbol。PUSCH（Physical Uplink Shared CHannel，物理上行共享信道）主要承载用户数据和控制信息。PDSCH（Physical Downlink Shared CHannel，物理下行共享信道）主要用于单播的数据传输，也用于寻呼消息和部分系统消息的传输。
可以理解的是，基站包括基带处理单元、射频拉远单元、天馈系统等部分。基带处理单元主要完成基带信号的处理，并通过光纤将信号传输至射频拉远单元。射频拉远单元射频模块主要是完成空中射频信号和基带信号之间的转换，以及射频信号的放大、收发等功能。天馈系统主要就是馈线和天线。馈线用于连接射频拉远单元和天线，天线将射频信号辐射出去。具体的，基站发送的数据包种类、数量众多。从种类上看，所述基站发送的数据包包括控制面数据包、用户面数据包、管理面数据包、同步面数据包等。再加上，基站需要寻呼接收的工业设备，所以基站数据处理时间长，导致整个系统传输时延大。
请参看图11，为主控可编程逻辑控制器PLC单元发送控制指令至被控工业设备单元的数据处理示意图。图12，为被控工业设备单元发送反馈指令至主控可编程逻辑控制器PLC单元的数据处理示意图。
在本申请的数据传输过程中，一方面可编程逻辑控制器PLC与基站通信模组通过光纤直接有线连接，另一方面工业设备与终端通信模组通过光纤有线连接。因此这样，控制指令发送方直接发送主控信号至控制指令接收方。在进行信息反馈时，可以将可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组看成一个整体，称作反馈信号接收方。同样的，可以将工业设备与终端通信模组看成一个整体，称作反馈信号接收方。由于可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组相连，所以工业设备反馈信息，必然直接传递给可编程逻辑控制器PLC，可以直接将上行的接收数据经过处理后发送给可编程逻辑控制器PLC。同理，可编程逻辑控制器PLC掌握有需要调度的工业设备信息，可以直接与工业设备相互映射，基站通信模组仅需按照主站指令发送信息给工业设备即可，不需要基站调度资源，减少了传输时延。
在本申请的数据传输过程中，一方面可编程逻辑控制器PLC与基站通信模组通过光纤直接有线连接，另一方面工业设备与终端通信模组通过光纤有线连接。因此这样，主控可编程逻辑控制器PLC单元直接发送主控信号至被控工业设备单元。在进行信息反馈时，可以将可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组看成一个整体，称作主控可编程逻辑控制器PLC单元。同样的，可以将工业设备与终端通信模组看成一个整体，称作被控工业设备单元。由于可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组相连，所以工业设备反馈信息，必然直接传递给可编程逻辑控制器PLC，可以直接将上行的接收数据经过处理后发送给可编程逻辑控制器PLC。同理，可编程逻辑控制器PLC掌握有需要调度的工业设备信息，可以直接与工业设备相互映射，基站通信模组仅需按照主站指令发送信息给工业设备即可，不需要基站调度资源，减少了传输时延。
综上所述，在本申请的提供的一种工业自动化控制系统100中，主控可编程逻辑控制器PLC单元11根据无线网络临时标识RNTI，掌握有需要调度的工业设备指令。如果无线网络临时标识RNTI不同，被控工业设备单元12则不接收，提高了控制数据定向传输的准确率。主控可编程逻辑控制器PLC单元11分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元12，并根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元11和被控工业设备单元12的映射关系。最后根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。5G无线通信会通过DCI/RRC信令等控制信息指示终端一块时频调度资源，所以被控工业设备单元12不需要都去检索数据包，只需要接收功能、数据、冗余检查，承载的数据格式简单化。第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块；这样只需下行传输便可将数据包发送到工业设备而无需通过中转站转发。换句话说，可编程逻辑控制器PLC上有线加装基站通信模组，组成主控可编程逻辑控制器PLC单元11。工业设备有线加装终端通信模组，组成被控工业设备单元12。这样，只需下行传输便可将数据包发送到工业设备无需转发。当主控可编程逻辑控制器PLC单元11根据映射关系，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元11和被控工业设备单元12的上下文信息。一方面节省了数据处理时间，另一方面避免了基站转发，大大缩短主站控制器和从站工业设备之间无线通信时间，从而减少传输时延。
本申请实施例还提供一种工业自动化控制方法，应用于工业自动化系统，所述工业自动化系统包括：主控可编程逻辑控制器PLC单元、被控工业设备单元；
所述可编程逻辑控制器PLC单元包括：第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；
所述被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、与第二射频处理模块通过光纤连接的第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块；
所述方法包括以下步骤：
S101：主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
第一网卡输入表征控制指令的主控信号；
第一基带处理模块调制主控信号，并生成主控数字信号；
第一射频处理模块广播发射主控数字信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。
可以理解的是，所述主控可编程逻辑控制器PLC（Programmable LogicController，简称PLC）单元中可编程逻辑控制器PLC是一种专门应用在工业环境下的数字运算操作电子系统。其采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字形式或模拟形式的输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
在本申请的工业自动化控制场景下，所述可编程逻辑控制器PLC至少包括逻辑控制时序控制、模拟控制、多机通信等功能。通过所述模拟控制功能，可以生成表征控制指令的主控信号。其中，所述表征控制指令的主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。具体的，所述数字开关信号用于开关量的控制。进一步的，所述模拟信号需要进行模数转换，通过数字信号控制工业设备的电流、电压、温度、压力等物理量。
第一基带处理模块，调制主控信号，并生成主控数字信号。
在本申请提出的工业自动化控制系统中，所述第一基带处理模块可以将能量低的主控信号调制为能量高的主控数字信号。需要说明的是，所述第一基带处理模块中“第一”是一种分类标识，不代表基带处理模块的优先级。
在本申请的一个具体实施例中，所述表征控制指令的主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。第一基带处理模块，用于调制模拟信号和数字开关信号，生成主控数字信号。
第一射频处理模块，广播发射主控数字信号。
可以理解的是，射频处理模块一般用于信息的发送和接收。射频处理模块中最主要的射频芯片可用于基带调制信号的上变频和下变频。具体的，射频芯片可以理解为将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。其包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。需要说明的是，所述第一射频处理模块中“第一”是一种分类标识，不代表射频处理模块的优先级。需要强调的是，所述基站通信模组被设置为支持3GPP 5G URLLC通信协议，并支持sub6和毫米波频段。
S102：被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令，具体包括：
第二射频处理模块广播接收主控数字信号；
第二基带处理模块解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
第二网卡输出表征控制指令的主控模拟信号；
工业设备执行模块根据主控模拟信号，执行控制指令。
可以理解的是，解调是调制的逆过程，就是在接收端通过某种信号处理手段从已调信号中得到基带信号。终端通信模组将收到的主控数字信号重新转化成工业使用的数字开关信号和模拟信号，并传输给工业设备执行模块。工业设备的执行情况、反馈信息等，使用相同的方法通过上行调度发送给主控可编程逻辑控制器PLC单元。
需要强调的是，所述终端通信模组被设置为支持3GPP 5G URLLC通信协议，并支持sub6和毫米波频段。
S103：所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号，具体包括：
工业设备执行模块发出表征反馈信息的反馈信号；
第二网卡输入表征反馈信息的反馈信号；
第二基带处理模块调制反馈信号，生成反馈数字信号；
第二射频处理模块广播发射反馈数字信号；
其中，所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
S104：所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况，具体包括：
第一射频处理模块广播接收反馈数字信号；
第一基带处理模块解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
第一网卡输出表征反馈信息的反馈模拟信号。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
进一步的，在本申请提供的又一种优选实施方式中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
可以理解的是，RNTI（Radio Network Temporary Identifier，无线网络临时标识）是一种标识码，用于区分和识别通信小区中连接的终端、无线信道。其区分和识别原理为使用RNTI去加扰无线信道信息的CRC（Cyclic redundancy check，循环冗余校验），接着终端用相对应的RNTI到搜索空间解扰，并获取控制信息，最后到PDSCH获取相应的资源。其中，所述搜索空间包括公共搜索空间CSS（Common Search Space）和用户特定搜索空间USS（UE specific Search Space）。
被控工业设备单元1被分配RNTI 1；被控工业设备单元2被分配RNTI 2；被控工业设备单元n被分配RNTI n。主控可编程逻辑控制器PLC单元分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元后，根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。主控可编程逻辑控制器PLC单元根据映射关系，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的上下文信息，建立点对点的通信。主控可编程逻辑控制器PLC单元需要发送信号给被控工业设备单元时，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。由于可编程逻辑控制器PLC根据无线网络临时标识RNTI，掌握有需要调度的工业设备指令。因此，如果无线网络临时标识RNTI不同，被控工业设备单元则不接收，提高了控制数据定向传输的准确率。
进一步的，在本申请提供的又一种优选实施方式中，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
由于有线通信方式具有广播特点，即可编程逻辑控制器PLC发布通信信息，数据包沿网线进行传送，网线上工业设备都可以接收并解析该数据包，并根据地址信息判断是否为发送给自己的数据包。所以，基于现有总线协议，通信发包格式通常采用：开始、地址、功能、数据、冗余检查、结束。
在本申请的工业自动化控制系统中，为了避免数据包格式过于复杂，主控可编程逻辑控制器PLC单元通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；基于时频调度资源，所述主控信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。换句话说，通过DCI/RRC信令等控制信息唯一指示终端一块时频调度资源，所以不存在所有被控工业设备单元需要都去检索数据包格式，承载的数据内容格式可以只保留：功能、数据、冗余检查，使得数据包格式简单化，避免了工业设备需要根据地址信息检索多个数据包，提高了数据传输效率、数据接收效率。
可以理解的是，在一些小规模的工业互联网中，往往只存在一个可编程逻辑控制器PLC，和多个工业设备，相当于一个小规模的局域网。所以本申请的主控可编程逻辑控制器PLC单元具备核心网功能，即可以建立和维护被控工业设备单元上下文，为其分配唯一的RNTI信息，并按照5G协议要求，封装下发的数据信息。
进一步的，在本申请提供的又一种优选实施方式中，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元按5G协议栈，将主控数字信号添加GTP包头、信道编码以封装。
在本申请实施例提供的另一种工业自动化控制系统中包括：可编程逻辑控制器PLC、与可编程逻辑控制器PLC通过光纤连接的基站通信模组、终端通信模组、与终端通信模组通过光纤连接的工业设备。所述工业设备包括但不限于伺服电机、传感器。所述基站通信模组包括第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块。所述终端通信模组包括第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤连接的第二射频处理模块。所述可编程逻辑控制器PLC至少包括网卡。其中，网卡、基站通信模组共同构成主控可编程逻辑控制器PLC单元。所述工业设备至少包括工业设备执行模块。终端通信模组、网卡、工业设备执行模块构成被控工业设备单元。
可以理解的是，在基站无线通信中，数据包在无线网络上是以无线帧为单位进行传输。所述基站发送的数据包包括控制面数据包、用户面数据包、管理面数据包、同步面数据包等。再加上，基站需要寻呼接收的工业设备，所以基站数据处理时间长，导致整个系统传输时延大。
可编程逻辑控制器PLC生成表征控制指令的主控信号。其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态。另外的，可编程逻辑控制器通过DCI/RRC信令，指示工业设备的时频调度资源。基于时频调度资源，所述主控信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。同时，可编程逻辑控制器PLC分配无线网络临时标识RNTI给工业设备后，根据无线网络临时标识RNTI，建立可编程逻辑控制器PLC和工业设备的映射关系。接着，可编程逻辑控制器PLC，根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。基站通信模组的第一基带处理模块调制主控信号，生成主控数字信号。基站通信模组的第一射频处理模块广播发射主控数字信号。终端通信模组的第二射频处理模块广播接收主控数字信号。终端通信模组的第二基带处理模块解调主控数字信号，生成主控模拟信号。工业设备根据主控模拟信号，执行控制指令。
在本申请的数据传输过程中，一方面可编程逻辑控制器PLC与基站通信模组通过光纤直接有线连接，另一方面工业设备与终端通信模组通过光纤有线连接。因此这样，主控可编程逻辑控制器PLC单元直接发送主控信号至被控工业设备单元。在进行信息反馈时，可以将可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组看成一个整体，称作主控可编程逻辑控制器PLC单元。同样的，可以将工业设备与终端通信模组看成一个整体，称作被控工业设备单元。由于可编程逻辑控制器PLC和基站通信模组相连，所以工业设备反馈信息，必然直接传递给可编程逻辑控制器PLC，可以直接将上行的接收数据经过处理后发送给可编程逻辑控制器PLC。同理，可编程逻辑控制器PLC掌握有需要调度的工业设备信息，可以直接与工业设备相互映射，基站通信模组仅需按照主站指令发送信息给工业设备即可，不需要基站调度资源，减少了传输时延。
综上所述，在本申请的提供的一种工业自动化控制方法中，主控可编程逻辑控制器PLC单元根据无线网络临时标识RNTI，掌握有需要调度的工业设备指令。如果无线网络临时标识RNTI不同，被控工业设备单元则不接收，提高了控制数据定向传输的准确率。主控可编程逻辑控制器PLC单元分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元，并根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。最后根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控信号。5G无线通信会通过DCI/RRC信令等控制信息指示终端一块时频调度资源，所以被控工业设备单元不需要都去检索数据包，只需要接收功能、数据、冗余检查，承载的数据格式简单化。可编程逻辑控制器PLC上有线加装基站通信模组，组成主控可编程逻辑控制器PLC单元。工业设备有线加装终端通信模组，组成被控工业设备单元。这样，只需下行传输便可将数据包发送到工业设备无需转发。当主控可编程逻辑控制器PLC单元根据映射关系，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的上下文信息。一方面节省了数据处理时间，另一方面避免了基站转发，大大缩短主站控制器和从站工业设备之间无线通信时间，从而减少传输时延。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种工业自动化控制系统，其特征在于，包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号；
被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元包括：
第一网卡，输入表征控制指令的主控信号；
与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块，调制主控信号，并生成主控数字信号；
与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块，广播发射主控数字信号；
所述被控工业设备单元包括：
第二射频处理模块，广播接收主控数字信号；
与第二射频处理模块通过光纤连接的第二基带处理模块，解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡，输出表征控制指令的主控模拟信号；
与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块，根据主控模拟信号，执行控制指令；
所述工业设备执行模块还发出表征反馈信息的反馈信号；
所述第二网卡，还输入表征反馈信息的反馈信号；
所述第二基带处理模块，还调制反馈信号，生成反馈数字信号；
所述第二射频处理模块，还广播发射反馈数字信号；
所述第一射频处理模块，还广播接收反馈数字信号；
所述第一基带处理模块，还解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
所述第一网卡，还输出表征反馈信息的反馈模拟信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态；所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
3.如权利要求2所述系统，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，还包括：根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
4.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元还通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
5.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元按5G协议栈，将主控数字信号添加GTP包头、信道编码以封装。
6.一种工业自动化控制方法，其特征在于，应用于工业自动化系统，所述工业自动化系统包括：主控可编程逻辑控制器PLC单元、被控工业设备单元；
所述可编程逻辑控制器PLC单元包括：第一网卡、与第一网卡通过光纤和光模块连接的第一基带处理模块、与第一基带处理模块通过光纤连接的第一射频处理模块；
所述被控工业设备单元包括：第二射频处理模块、与第二射频处理模块通过光纤连接的第二基带处理模块、与第二基带处理模块通过光纤和光模块连接的第二网卡、与第二网卡通过光纤连接的工业设备执行模块；
所述方法包括以下步骤：
主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号；
被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况；
其中，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
第一网卡输入表征控制指令的主控信号；
第一基带处理模块调制主控信号，并生成主控数字信号；
第一射频处理模块广播发射主控数字信号；
所述被控工业设备单元，接收所述主控数字信号；并根据主控数字信号，执行控制指令，具体包括：
第二射频处理模块广播接收主控数字信号；
第二基带处理模块解调主控数字信号，并生成主控模拟信号；
第二网卡输出表征控制指令的主控模拟信号；
工业设备执行模块根据主控模拟信号，执行控制指令；
所述被控工业设备单元，还发出表征反馈信息的反馈数字信号，具体包括：
工业设备执行模块发出表征反馈信息的反馈信号；
第二网卡输入表征反馈信息的反馈信号；
第二基带处理模块调制反馈信号，生成反馈数字信号；
第二射频处理模块广播发射反馈数字信号；
所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，还接收所述反馈数字信号；并根据反馈数字信号，确定信号接收和执行情况，具体包括：
第一射频处理模块广播接收反馈数字信号；
第一基带处理模块解调反馈数字信号，生成反馈模拟信号；
第一网卡输出表征反馈信息的反馈模拟信号；
其中，所述主控信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于控制工业设备的运行状态；所述反馈信号包括模拟信号和数字开关信号，至少用于表征工业设备的运行状态。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，分配无线网络临时标识RNTI给被控工业设备单元；
还根据无线网络临时标识RNTI，建立主控可编程逻辑控制器PLC单元和被控工业设备单元的映射关系。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述主控可编程逻辑控制器PLC单元，生成表征控制指令的主控数字信号，具体包括：
根据映射关系，发出表征控制指令和无线网络临时标识RNTI的主控数字信号。
9.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元通过DCI/RRC信令，指示被控工业设备单元的时频调度资源；
基于时频调度资源，所述主控数字信号按功能、数据、冗余检查的格式承载数据。
10.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
主控可编程逻辑控制器PLC单元按5G协议栈，将主控数字信号添加GTP包头、信道编码以封装。
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