通訊協定定義了現場設備（感測器、執行器或機器人）如何與控制器（如 PLC 或邊緣電腦）交換資料。 它們減少了佈線，節省了安裝時間，降低了出錯風險，同時也能製造出更聰明、更可靠的機器。 透過通訊協定，設備可以共享診斷資訊、I/O 狀態和效能數據，藉此支援遠端監控、人工智慧驅動的分析、雲端服務以及推動效率和服務創新的新業務模式。
PLC 最初依靠 RS232 序列連結來連接顯示器或印表機等裝置。 1980 年代後期，現場匯流排技術以數位傳輸取代了複雜的平行佈線，後來在 IEC 61158 標準中得到規範。 自 1999 年以來，各種現場匯流排系統已被廣泛應用，而基於乙太網路的部分即時通訊協定構成了下一代。 如今，雲端連接、資料湖和 IT/OT 融合定義了現代工業通訊 — 而安全性現在是一個核心問題。
資訊科技（IT）管理資料和應用程式，例如資訊系統、辦公室電腦和網路。 營運技術 (OT) 監控和控制生產設備等實體設備。 IT/OT 融合透過共用協議整合兩者。 然而，這些技術有所不同： 工業乙太網路必須能夠承受更嚴苛的環境，例如振動、灰塵和高溫，因此需要更高的耐用性。 為防止錯誤並快速應對中斷，採用專為高資料傳輸速率、碰撞管理設計的協議，最重要的是透過確定性通訊確保資料準時傳輸，避免生產故障。
那麼，如今影響工業自動化的前 10 大技術有哪些呢？
第一代開發了超過 30 種通訊協定，但像 Profibus、Interbus、CANopen、DeviceNet 和 CC-Link 這樣的標準很快就將市場縮小到少數幾個主要參與者。
1. Profibus。 Profibus 已實現國際標準化（例如，EN 50170），並連接控制器、感測器和執行器。 Profibus DP 和 PA 等變體滿足了不同的自動化需求。 它是早期應用最廣泛的自動化通訊協定之一。
2. Interbus。 Interbus 是早期的業界標準，它以環形拓撲結構連接設備，在工業環境中實現快速、可靠的資料傳輸。
3. CANopen 和 4. DeviceNet。 兩者都基於 CAN 匯流排，CAN 匯流排最初是為汽車網路開發的。 DeviceNet 實現了簡單、快速的整合，在美國廣受歡迎，而 CANopen 提供了更大的靈活性和進階管理功能。
5. CC-Link。 CC-Link 是一種高速、即時開放式現場匯流排，在亞洲被廣泛使用並標準化。
6. Profinet。 Profinet 因其高效能、可擴展性和乙太網路相容性，被廣泛應用於工業自動化領域。 它支援標準 TCP/IP、即時 (RT) 和同步即時 (IRT) 資料傳輸，非常適合複雜、時間關鍵型應用。 Profinet 還透過將自動化與 IT 系統整合，支援診斷、配置和維護，藉此助力工業 4.0 的發展。
7. 乙太網路/IP。 EtherNet/IP 因其互通性、可擴展性和對標準乙太網路 (TCP/IP) 的依賴性，在工業自動化領域得到廣泛應用。 基於通用工業通訊協定 (CIP)，它為感測器、執行器和控制器等設備提供一致的通訊框架。 它支援即時和非即時通訊，適用於從簡單控制到複雜製造的各種應用。
8. EtherCAT。 EtherCAT（乙太網路控制自動化技術）是一種高效能、即時乙太網路現場匯流排，專為工業自動化而設計。 當資料框架通過裝置時，它會即時處理資料，將延遲降到最低並提升效率。 EtherCAT 以低延遲、精確同步和可擴展性而聞名，是運動控制、機器人和高速製造的理想選擇。
9. Powerlink。 Powerlink 是一種開放的、即時的乙太網路通訊協定，用於工業自動化，提供確定性的高速通訊。 它採用時間排程的主從機制，確保資料交換精確、延遲低、抖動小，非常適合運動控制和機器人等任務。
10. CC-Link IE。 CC-Link IE 是由 CC-Link 合作夥伴協會開發的基於乙太網路的開放式高速現場匯流排。 它為工業自動化提供千兆元速度和即時、確定性通訊。 該技術在亞洲已廣泛應用，可實現複雜網路中設備的無縫整合，並支援智慧工廠和工業物聯網等工業 4.0 應用。
除了前 10 大工業自動化通訊協議之外，還有四個重要的新增通訊協議脫穎而出。
智慧工廠利用數位技術、自動化和數據交換，創造靈活、高效和互聯的生產。 它整合了物聯網、人工智慧、機器人、大數據和網路物理系統，用於即時監控、自主決策以及機器、系統和人之間的無縫通訊。 第二代和第三代通訊協定為數據分析和新的商業模式提供了技術基礎。 商學院和大學等機構使用 Festo Didactic 的網路實體工廠來培訓這些技術。
智能產品是指在實體物品的基礎上，透過感測器、軟體、連接性和智慧技術來收集、處理和交換資料。 這使得遠端監控、自我診斷、自適應行為以及與數位生態系統的整合等功能成為可能。 早期範例包括 Festo Motion Terminal VTEM、能源效率模組 (MSE6-E2M) 和支援 MQTT 和 OPC UA 的智慧型閥島 (CPX/MPA、CPX/VTSA、VTUX)。 Festo AX 工業 AI 應用 即使是沒有 AI 專業知識的使用者，也能進行進階分析。
智慧工廠和產品是工業 4.0 的核心，能夠提高生產力、減少停機時間、提高品質並加快市場反應。 它們能夠促進永續製造，推動創新，並催生新的商業模式。
邊緣運算設備、PLC 和先進的通訊協定為工程師提供了打造強大數據分析及未來應用解決方案的堅實基礎。 像 Festo 這樣的創新領導者透過提供全面的一站式解決方案來加速這一趨勢。