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工业实时操作系统是国家基础设施的重要组成部分，广泛应用于能源、制造、交通、军工等行业，是关乎国计民生的重要资源。工业协议是控制系统实现实时数据交换、数据采集、参数配置、状态监控、异常诊断、命令发布和执行等众多功能有机联动的重要纽带。
工业协议可分为以下3类：
控制信息在控制器和现场设备之间传输，并且是控制器中控制回路的输入和输出，因此，它对实时性和确定性有很高的要求。
诊断信息用来描述系统当前的状态，如通过传感器获得的温度、湿度、电流、电压值等信息，这些信息用于监测厂站的健康状态。在通常情况下，控制系统传输诊断信息的数据量大。相比实时性和确定性，诊断信息的传输更强调速度。
安全信息用于控制一些关键功能，如安全关闭设备并控制保护电路的运行。传统上，制造单元的安全联锁装置使用可靠的安全继电器进行硬接线，以确保单元内部在有操作员的情况下机器无法运行。但这种接线不容易重新配置，且出现问题时进行故障排查非常困难，通过传输的安全信息，可以更便捷地在各个组件之间进行协调，极大地提高了系统的重新配置和故障排除能力。
根据使用的通信技术，协议分为4类，如图1.4所示，分别为传统控制网络协议、现场总线协议、工业以太网协议和工业无线协议。
图1.4 工业控制协议分类
传统控制网络协议是一种基于串行通信的协议，这些协议在设计之初主要用于工业控制系统中，以实现控制器与传感器、执行器等设备之间的数据交换。传统控制网络协议具有简单、稳定、可靠的特点，但随着工业自动化技术的发展，其传输速度和带宽限制逐渐显现出来。
现场总线协议是一种专门为工业现场环境设计的通信协议，它采用数字信号传输方式，具有更快的传输速度和更大的带宽。现场总线协议支持实时数据交换，可以连接多个设备，并具有较好的可靠性和稳定性。
工业以太网协议是一种基于以太网通信的协议，它在传统以太网协议的基础上进行了优化和改进，以满足工业自动化控制系统对实时性、可靠性和稳定性的要求。工业以太网协议可以实现高速数据传输和大范围的网络连接，同时具有较好的兼容性和可扩展性。常见的工业以太网协议包括Ethernet/IP、Profinet等。
工业无线协议是一种采用无线通信方式的协议，它可以在工业现场环境中实现设备之间的无线连接和数据交换。工业无线协议具有灵活、便捷、无须布线的特点，可以降低布线成本和故障率。同时，工业无线协议也可以实现实时数据传输和远程监控，为工业自动化控制系统带来更多的便利。常见的工业无线协议包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
通信协议广泛应用于关键基础设施领域，如电力、化工、制造、军工、楼宇、交通等。其运行的环境经常遇到如潮湿、灰尘、高温等不利情况。工业控制协议传输的数据能直接影响物理世界，如机械臂运动、控制断路器开合、电机启动、反应液的水位等。通信故障对物理世界可能有严重的影响，如造成生产损失、环境破坏，甚至危及生命。
通信协议可直接影响物理世界，它对实时性的要求相对较高，如运动控制的响应时间要求的范围在0.25～1ms，过程控制的响应时间要求的范围在1～10ms。除此之外，对控制现场设备的工业控制协议一般还要求传输延迟是稳定的，即要求通信延迟的抖动小，因为抖动可能造成系统振荡，产生负面影响。同时，工业控制系统一般还要求周期性地采样系统的状态信息，在这种情况下，设备是长时间“在线”的，数据的交互也是持续的。
工业实时操作系统融合了IT领域和OT领域的技术，在通信网络上，这种融合是分层的。现实中的工业控制网络一般分为多层，如普渡模型将工业控制网络分为6层。同时，作用于OT领域的协议传输的数据包通常较小，尤其在低层次的控制回路中，仅传输单个测量值或数值，通常只有几字节。报文传输的可靠性主要依赖报文中的完整性字段如CRC字段、冗余报文机制如GOOSE、SV协议等。