工业5G网关的替代方案主要包括以下几种：
- 有线和WiFi连接：在一些特定场景下，传统的有线和WiFi连接仍然可以使用。例如，在某些工厂环境中，如果对实时性和可靠性要求不是特别高，可以选择继续使用有线或WiFi网络。
- 其他无线技术：除了5G之外，还可以考虑使用其他无线技术如WiFi、蓝牙和基于IEEE 802.15.4的技术来实现设备的无线连接。
- PLC内置5G模块：对于一些老旧设备，可以通过将5G模块集成到PLC(可编程逻辑控制器)中，从而实现设备的5G化改造。这种方式可以平滑过渡，避免大规模更换现有设备。
- 外接5G CPE或工业网关：通过外接5G CPE(客户 premises equipment)或工业网关，可以快速实现设备的5G化改造。这种方式适用于需要无线连接且对数据处理和汇聚有较高需求的场景。
- 边缘计算网关：采用具有边缘计算能力的工业网关，如InGateway974系列，可以支持多种主流工业协议，并且能够对接主流IoT云平台，帮助实现更高效的工业物联网应用。
- 专用5G蜂窝网关：例如Moxa推出的ccg-1500系列工业5G蜂窝网关，可以为以太网和串口设备提供3GPP 5G连接，简化工业专用5G部署，适用于智能制造及物流业等应用场景。
- 混合专网、虚拟专网和独立专网：根据具体需求，可以选择混合专网、虚拟专网或独立专网等多种方式来建设5G全连接工厂基础设施。
- 无线传输替代有线通信：在一些特殊应用场景下，如青岛港的岸桥吊远程控制，通过5G无线传输取代了原有的有线通信方式，解决了光纤易折断、磨损的问题。
这些替代方案各有优缺点，选择时应根据实际应用场景的需求进行综合评估。
一、 工业5G网关与传统有线和WiFi在性能和可靠性方面的具体差异
工业5G网关与传统有线和WiFi连接相比，在性能和可靠性方面存在显著差异，具体体现在以下几个方面：
1. 性能提升：
工业5G网关的内核主频性能提升了3倍，双内存提升6-8倍。这意味着在处理速度和数据传输能力上，5G网关远超传统的有线和WiFi连接。
5G工业网关支持高带宽、大连接、低时延等特性，内部集成高性能处理器和数据包处理加速引擎，能够快速接入并处理大量数据。
2. 网络容量和稳定性：
5G工业智能网关具有超高的网络容量和更稳定的连接，可以为工业应用提供更高的网络容量和更稳定的连接。
在恶劣环境下，5G工业网关通过多项稳定性测试，确保设备长时间无人值守仍能稳定运行，并且具备高EMC电磁兼容性，能够在强电磁环境中工作稳定。
3. 冗余性和可靠性：
部署工业5G网关时，需要考虑其冗余性和可靠性，以确保长期运行过程中能够实施故障转移机制来应对潜在的网络中断问题。这包括部署备用网关和线路。
5G工业网关还具有低时延、高可靠、低抖动的特点，能够提供转发硬保障和原生5G LAN功能，确保各类现场网工业设备的接入与管理。
4. 适应性和扩展性：
5G工业网关适应工业环境的严苛条件，体积重量大幅降低，适用于数据采集、AGV控制、智能监控、远程操控和机器视觉等生产场景。
它还具有多功能性、稳定性和可扩展性，支持边缘计算，能够满足终端侧多样化工业应用的部署需求。
二、 PLC内置5G模块的实际应用案例
PLC(可编程逻辑控制器)内置5G模块的实际应用案例主要集中在工业自动化和智能制造领域。这些应用案例展示了通过5G技术实现设备无线化、提高生产效率以及降低布线成本的多种方式。
1. 实际应用案例
利尔达通过其5G边缘智能终端率先完成了5G网络通信服务和工业PLC业务的集成调试，这是全球首个采用华为MH5000模组的5G工业智能终端在PLC业务下的集成测试。该方案不仅实现了5G网络与PLC的深度融合，还优化了广域无线业务机制，并内置了SLA监测功能。
中兴通讯在滨江工厂探索了“5G边缘计算+云化PLC”的应用，基于TCF ONE、NodeEngine算力基站和SE边缘控制器等基础设施，构建了新的业务场景架构。这种结合5G边缘计算和云化PLC的模式有效提升了工厂的智能制造能力。
数控机床和其他自动化工艺设备通过内置5G模组或部署5G网关接入5G网络，实现了设备连接的无线化，大幅减少了网线布放成本。
2. 成本效益分析
在一个800平方米的产线上，传统的有线网络需要投资约80万元，包括PLC/OT设备、其他设备及相应的工业以太网接口设备和交换机等。而采用5G化改造后，通过将现场I/O和集中部署的PLC用5G URLLC连接起来，可以实现整条线的控制功能，从而减少分布式控制的现状，提高生产效率并降低成本。
5G通信技术的应用为工业自动化提供了更高效、可靠的数据传输解决方案，有助于提高生产效率、减少人力成本，从而降低生产总成本。例如，在某些应用场景中，通过5G技术实现设备无线化后，可以减少对人工操作的依赖，进一步提高生产线的自动化水平和工作效率。
5G化改造后的工业现场不仅能提高当前的生产效率和降低成本，还能满足未来工业发展的需求。随着5G网络和相关终端的规模化商用，企业可以在现有基础上不断扩展和升级其工业控制系统，以应对未来的挑战和机遇。
PLC内置5G模块的实际应用案例涵盖了从工业边缘智能终端到云化PLC架构的多种场景，这些应用不仅提高了生产效率和设备连接的可靠性，还显著降低了布线成本和整体投资。
三、 外接5G CPE或工业网关在不同行业应用中的表现
外接5G CPE或工业网关在不同行业中的应用表现非常出色，尤其是在智能制造和物流业的应用中表现尤为突出。
在智能制造领域，5G CPE和工业网关通过实时数据采集与监控、数据整合与分析、设备远程监控与控制等功能，显著提升了生产效率和安全性。例如，工业网关能够实时采集生产线上的各种传感器数据(如温度、压力、流量、振动等)，确保生产过程的稳定和安全，并通过数据分析帮助企业优化生产流程。此外，5G CPE还支持协议转换与数据通信，使得企业可以随时随地监控设备的运行状态，并进行必要的调整。这些功能不仅提高了生产的灵活性和易维护性，还有效保护了工厂区域的数据安全性及本地化。
在物流业方面，5G CPE和工业网关的应用同样表现出色。它们通过提供稳定、高质量、低时延的5G网络连接服务，使得无人车能够实时采集GPS定位、车辆状态、零部件状况、运行情况等数据，并通过5G网络传输回中心系统。这种高带宽传输基础使得无人车在工作中可以产生大量的视频业务，从而实现配送和运输的全程可视化。此外，5G工业网关还可以帮助实现远程控制和核心生产数据采集，有效控制AGV、机器视觉等高清视频智能化应用，确保制造装备在复杂的制造业生产环境中更加高效地工作。
四、 边缘计算网关在支持主流工业协议和IoT云平台方面的优势
边缘计算网关在支持主流工业协议和IoT云平台方面的优势具体表现在以下几个方面：
- 丰富的工业协议支持：边缘计算网关兼容多种主流工业实时以太网协议和工业总线协议，如西门子S7协议、Modbus TCP、Modbus RTU、OPC UA Client、EtherNET/IP等。这种广泛的协议支持使得边缘计算网关能够适应各种工业环境和设备，确保数据的顺利传输和处理。
- 对接主流IoT云平台：边缘计算网关能够对接微软Azure、亚马逊AWS、施耐德EcoStruxure等主流IoT云平台。这种对接能力使得用户可以快速实现工业物联网需求，无需复杂的中间件或额外的配置，极大地简化了系统的集成和部署过程。
- 数据处理和响应速度：边缘计算网关将计算和数据存储移动到网络的边缘，减少了对云端的依赖，从而降低了网络延迟，提高了系统的响应速度和效率。这使得边缘计算网关在需要快速响应的工业应用中具有显著优势。
- 数据隐私和安全性：由于敏感数据可以在本地处理，无需传输到云端，边缘计算网关增强了数据隐私保护。这对于需要高度安全性的工业应用场景尤为重要。
- 灵活性和可扩展性：边缘计算网关提供了灵活的联网接入方式，支持4G、5G、WIFI、有线以太网、光纤、LORA等多种联网方式。此外，边缘计算网关还配备了基于Python语言的二次开发平台，支持Docker容器技术，进一步增强了其灵活性和可扩展性。
边缘计算网关在支持主流工业协议和IoT云平台方面的优势主要体现在其丰富的协议支持、对接主流云平台的能力、快速的数据处理和响应速度、增强的数据隐私和安全性以及高度的灵活性和可扩展性。
