工业领域传统工厂的网络分为主要有三种:工厂级网络,车间级网络和现场级网络。其中工厂级网络属于IT网络,车间级网络和现场级网络属于OT网络。5G URLLC主要应用在PLC控制、工业质检等对实验、带宽有高要求的领域。 目前看到在有人参与的远控类业务中,业务对于网络的时延要求不高,基本在50ms以上即可满足要求。在无人参与的现场自动化控制类的业务时延入门门槛是20ms。

 

当前不同厂家的工业协议有采用等停模式和周期对发模式两类。等停模式在发送端和接收端均可感知到数据包传输的环回时延,并以环回时延RTT来感知网络的质量。而周期对发模式由于发送端和接收端是非时钟同步的,因此工业协议采用在接收端检测接收包间隔来感知网络的质量。根据当前项目情况,采用等停模式的Modbus协议对于时延的要求不高,环回时延RTT满足30ms即可。而在采用Profinet协议的项目中,均采用20ms以下的PLC CT周期。

 

5G、物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合,以智慧工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑,可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗,对推动制造业转型升级具有重要意义。

 

在制造园区的 5G 组网方案上,小站和宏站的设计原则或侧重点有所区别,一般基于侧装或吊顶的安装方式,以及站间距约束等部署原则,针对不同园区场景,选取适宜的站点解决方案。

 

1针对室内半封闭的高大型厂房,推荐使用杆站侧装实现便捷部署,杆站在室内侧装会形成较大面积的重叠覆盖区,有利于开通DMIMO特性做联合收发,化重叠覆盖区的干扰信号为有用信号,消除干扰、提升容量、免除切换,对于控制PLC这种时延敏感业务具有优势。

2针对园区室内普通厂房,环境相对紧凑,适宜小站吊顶部署,主要涉及企业核心生产流程相关业务,对于网络的性能要求高,推荐数字化室分小站,并使用分布式Massive MIMO组网,保障室内产线业务稳定上线。

 

5G 在工业质检场景也有非常多的应用,以某工厂实际的 5G 应用场景分析,5G云智检端侧网络为5G基站空口到AI视觉检测终端设备间的网络,从设备类型区分主要包括下图内容:

 

 

5G云智检场景下,5G网络需要保证工业视觉图像的有效上传,保证图像的有效上传与5G网络的上行带宽容量强相关,5G网络需要通过无线的上行容量倍增特性。其中超级上行特性可以有效的保证上行容量的倍增,适用于大上行需求的业务场景。

 

为了达成对大带宽、低时延、高可靠如工业视觉这样的业务场景支持,达到对各个网络能力指标的支持,5G采用了很多新的技术。多天线技术就是其中的关键技术之一。多天线技术指的是在基站天线上,采用多个射频的接收和发射通道,在一个天线上实现64个收发通道,以达到更好的无线传播性能。多天线的原理类似于雷达,能形成多个数据传输波束对准不同的用户。天线数越多,产生的独立数据传输波束也越多,进而系统的传输容量也越大。

 

5G云智检在解决客户的核心生产检测环节方案中,对于网络的质量,网络SLA需求有成倍的提升,导致了5G的传统无线方案无法满足大于1Gbps的带宽与超低的时延需求。5G无线毫米波方案顺势与工业视觉方案有一个更加广阔的结合点。5G毫米波具有大容量、低时延的优势,还具有更高距离分辨率、更强定位精度等优势,将是未来5G高容量和高吞吐量用例的推动条件。在短期之内,毫米波可以作为一种高效的解决方案,适用于流量需求集中的地区。

 

5G+工业互联网应用感兴趣的企业,请直接在线咨询,或注册账号后,申请专家服务现场支持。

Logo

助力广东及东莞地区开发者,代码托管、在线学习与竞赛、技术交流与分享、资源共享、职业发展,成为松山湖开发者首选的工作与学习平台

更多推荐