5G與工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展方向
5G可提供極低時(shí)延長(zhǎng)、高可靠,海量連接的網(wǎng)絡(luò),使得閉環(huán)控制應(yīng)用通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能。基于華為5G的實(shí)測(cè)能力:空口時(shí)延可到0.4ms,單小區(qū)下行速率達(dá)到20Gbps,小區(qū)大可支持1000萬(wàn)+連接數(shù)。由此可見(jiàn),移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,僅有5G網(wǎng)絡(luò)可滿足閉環(huán)控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。
工業(yè)自動(dòng)化控制,是制造工廠中基礎(chǔ)的應(yīng)用,核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的控制周期內(nèi)每個(gè)傳感器進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給控制器以設(shè)定執(zhí)行器。
典型的閉環(huán)控制過(guò)程,周期低至ms級(jí)別,所以系統(tǒng)通信的時(shí)延需要達(dá)到ms級(jí)別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制,同時(shí)對(duì)可靠性也有*的要求。如果在生產(chǎn)過(guò)程中由于時(shí)延過(guò)長(zhǎng),或者控制信息在數(shù)據(jù)傳送時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤可能導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī),會(huì)造成巨大的財(cái)務(wù)損失。
5G網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到低至1ms的端到端通信時(shí)延,并且支持99.999%的連接可靠性,強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力能夠極大滿足云化機(jī)器人對(duì)時(shí)延和可靠性的挑戰(zhàn)。
在智能制造生產(chǎn)場(chǎng)景中,需要機(jī)器人有自組織和協(xié)同的能力來(lái)滿足柔性生產(chǎn),這就帶來(lái)了機(jī)器人對(duì)云化的需求。5G網(wǎng)絡(luò)是云化機(jī)器人理想的通信網(wǎng)絡(luò),是使能云化機(jī)器人的關(guān)鍵。5G切片網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)樵苹瘷C(jī)器人應(yīng)用提供端到端定制化的網(wǎng)絡(luò)支撐。
和傳統(tǒng)的機(jī)器人相比,云化機(jī)器人需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云端的控制中心,基于超高計(jì)算能力的平臺(tái),并通過(guò)大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算控制。
通過(guò)云技術(shù)機(jī)器人將大量運(yùn)算功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能移到云端,這將大大降低機(jī)器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足柔性制造的需求,機(jī)器人需要滿足可自由移動(dòng)的要求。因此在機(jī)器人云化的過(guò)程中,需要無(wú)線通信5G網(wǎng)絡(luò)具備極低時(shí)延和高可靠的特征。