5G priemyselné zariadenia (4), Nové trendy, Rubriky,

5G vzdialené V/V na riadenie procesov

Ide o modulárny systém na prepojenie prevádzkových zariadení (snímačov a akčných členov) na vyššiu úroveň. Zariadenia prenášajú údaje cez V/V do a/alebo z entít vyššej vrstvy, ako sú riadiace systémy, HMI, servery správy technických podnikových prostriedkov a pod.

Na periodickú obojsmernú deterministickú komunikáciu so systémom na riadenie v uzavretej slučke sú potrebné 5G vzdialené V/V s časom cyklu, ktorý je zvyčajne dlhší ako 100 ms. Veľkosť správ závisí od počtu zariadení pripojených k V/V, ale môže predstavovať niekoľko bajtov na zariadenie. Pre tento prípad použitia je dôležitá spoľahlivá komunikácia; ak sa stratí, celá prevádzka môže prestať fungovať. Požiadavky, pokiaľ ide o rozstup a spoľahlivosť správ, možno na účely monitorovania procesov zmierniť. Vzdialené 5G V/V môžu tiež prenášať nekritické údaje pre správu zariadenia, ako je diagnostika a aktualizácie softvéru podľa požiadaviek operátora. 5G vzdialené V/V sú dôležité na spoľahlivú a bezpečnú prevádzku v náročnom prostredí (napríklad v teplotnom rozsahu od –40 do 70 °C a relatívnej vlhkosti medzi 5 a 95 %) vrátane nebezpečných oblastí zóny 2. Vzdialené V/V sú stacionárne a napájané z externého zdroja cez kábel.

Riadenie procesov s využitím 5G cez mobilný panel

Batériou napájaný mobilný panel poskytuje operátorom a prevádzkovým pracovníkom okamžitý prístup do výrobného prostredia a umožňuje im monitorovať a riadiť stav a nastavené hodnoty procesov z akéhokoľvek miesta v závode. Mobilita operátora v rámci prevádzky môže byť zabezpečená použitím 5G, ktorá prepojí mobilný panel s distribuovaným riadiacim systémom. Zariadenie zobrazuje informácie z distribuovaného riadiaceho systému a umožňuje používateľom vykonávať akcie v prevádzke, aby súčasne dohliadali na viaceré automatizované procesy. Umožňuje im „vidieť, čo vidí“, čím sa skracuje čas potrebný na optimalizáciu procesu alebo nápravu problému.

Mobilná aplikácia pre priemyselné zariadenia 5G pre aplikácie rozšírenej reality v prevádzke

Toto mobilné 5G zariadenie podporuje aplikácie rozšírenej reality na zlepšenie vykonávania práce vo väčšom rozsahu, než je možné pri konvenčných papierových prístupoch. Operátor získa aktuálny pohľad na naplánované úlohy a podporu pri vykonávaní procedúr krok za krokom. Riešenie eliminuje nejasnosti ohľadom toho, ktorá je najnovšia verzia a uľahčuje jej aktualizáciu, kopírovanie a distribúciu príslušným pracovníkom. Taktiež poskytuje operátorovi nástroje na správu znalostí vrátane jednoduchého prístupu k ďalším informáciám (obrázky a manuály). Operátori môžu použiť zabudovanú kameru na snímanie krokov zahrnutých v postupoch alebo na čítanie QR kódov, aby sa zabezpečilo, že práca bude vykonaná pomocou správneho vybavenia. To umožňuje operátorom získať väčšiu kompetenciu pri vykonávaní úloh. Priemyselné zariadenia 5G, ako sú tablety, mobilné telefóny, edge brány a inteligentné okuliare, môžu výrazne zlepšiť zážitok koncového používateľa pomocou funkcií rozšírenej reality (RR).

Mobilní terénni pracovníci s podporou 5G, ktorí využívajú RR v prevádzke, potrebujú mobilnú aplikáciu na integráciu údajov riadiaceho systému a funkcií uvedomenia si kontextu a situácie. Týmto spôsobom môžu prijímať informácie o prevádzke v reálnom čase, automaticky zachytávať hodnoty a priamo interagovať s akýmkoľvek riadiacim systémom, aby vykonávali procedúry synchronizovaným spôsobom. Zlepšuje to efektivitu práce a znižuje potrebu neustálej vzájomnej komunikácie operátorov v miestnosti riadenia a v prevádzke prostredníctvom bezdrôtovej komunikácie. Riešenie poskytuje relevantné pokyny a zároveň pomáha zabezpečiť, aby boli všetky úkony urobené správne.

Aplikácia RR obsahuje aj ďalšie funkcie na podporu prevádzkových pracovníkov, ako je syntéza hlasu, vzdialená pomoc a priemyselný chatbot. To otvára možnosť vzdialeného vykonávania akcií riadenia procesov cez 5G sieť (napríklad otváranie alebo zatváranie ventilov). Na to je potrebná časovo synchronizovaná sieť, v ktorej sú pakety prijímané včas a v správnom poradí. Údaje prenášané cez 5G sieť budú musieť byť označené časovou pečiatkou na úrovni zariadenia a siete.

5G ethernetový most

Na prepojenie ethernetových zariadení so sieťou 5G možno použiť 5G ethernetový most. Zvyčajne sa to robí s cieľom nahradiť káble bezdrôtovým riešením, ako je znázornené na obr. 20. V tomto prípade použitia je protokol priemyselného ethernetu premostený cez sieť 5G. Tento druh zariadenia možno tiež použiť na normálnu IP prevádzku. Predpoklady na to, aby to fungovalo, sú vysoká spoľahlivosť, malé oneskorenie a presná synchronizácia času. Zariadenie má krytie IP65 a vnútorné antény. Požadovaná dátová priepustnosť je zvyčajne menej ako jeden Mbit/s. Výnimkou je prípad, keď sa zariadenie používa pre 2D alebo 3D snímače; v tomto prípade je potrebná rýchlosť odosielania údajov do siete niekoľko stoviek Mbit/s. Zariadenie je často napájané batériou v mobilnom stroji, v takom prípade je jeho mobilita obmedzená pohyblivosťou stroja.

Bezdrôtový 5G smerovač

Bezdrôtový smerovač 5G tu slúži ako prepínač LAN pre pripojené zariadenia. Typickým prípadom použitia je konektivita mobilného zariadenia (obr. 13). Mobilné zariadenie sa používa v spojení so systémom riadenia dopravy a ďalšími funkciami IT. Môže voliteľne využívať aj bezpečnostný protokol.

Požiadavky na komunikáciu zariadenia so smerovačom sú vysoká spoľahlivosť, malé oneskorenie a presná synchronizácia času. Smerovač má krytie IP30 a je vybavený externými anténami. Požadovaná priepustnosť je zvyčajne menšia ako jeden Mbit/s, s výnimkou prípadu použitia pre 2D alebo 3D snímače, keď je potrebná rýchlosť odosielania údajov do siete niekoľko stoviek Mbit/s. Zariadenie je často napájané batériou v mobilnom stroji, v takom prípade je jeho mobilita obmedzená pohyblivosťou stroja.

5G riadiaci systém (vzdialené V/V)

5G riadiaci systém, ktorý môže byť podobný tomu z obr. 14, by sa mohol použiť na predbežné spracovanie údajov zo snímačov a akčných členov alebo na poskytovanie prístupu k týmto perifériám ako vzdialené V/V v bezdrôtovej sieti. Bežné digitálne alebo analógové snímače a akčné členy, ktoré nemusia mať komunikáciu založenú na IP, môžu byť priamo prepojené s V/V modulmi na flexibilné pripojenie k riadiacej jednotke. Typické prípady použitia zahŕňajú riadenie flexibilných častí strojov v uzavretej slučke riadenia, zhromažďovanie údajov na správu energetických údajov vo veľkých výrobných závodoch a riadenie aplikácií nainštalovaných na automaticky navádzaných vozíkoch.

V závislosti od prípadu použitia toto zariadenie vyžaduje malé oneskorenie a vysokú spoľahlivosť. Vysoká prenosová rýchlosť nie je potrebná, bežne stačí jeden Mbit/s. Väčšia prenosová rýchlosť je užitočná pri aktualizáciách softvéru, ale nemusí prekročiť 10 Mbit/s. Toto zariadenie je určené na inštaláciu a používanie vnútri rozvádzača, a preto nemusí byť navrhnuté tak, aby samo odolávalo drsnému prostrediu. Neobsahuje batériu, ale vďaka nízkej spotrebe energie sa dá použiť na mobilnom zariadení. 5G riadiaci systém nemá žiadne interné antény a môže byť použitý s verejnými aj neverejnými samostatnými sieťami.