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5G+自动控制

日期: 2020-01-29
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自动控制是制造工厂中最基础的应用,核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量,测量数据传输给控制器以设定执行器。典型的闭环控制过程周期低至 ms 级别,所以系统通信的时延需要达到 ms 级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制,同时对可靠性也有极高的要求。由于 4G 的时延过长,部分控制指令不能得到快速执行,控制信息在数据传送时易发生错误,导致生 产停机,造成巨大的财务损失。


在规模生产的工厂中,大量生产环节都用到自动控制过程,所以将有高密度海量的控制器、传感器、执行器需要通过无线网络进行连接。闭环控制系统不同应用中传感器数量、控制周期的时延要求、带宽要求都有差异。


5G 切片网络可提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络,使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

5G+自动控制

其中,5G下行峰值速率 20Gbps,它的速率达千兆级 4G 网络的 20 倍。同时 5G 网络时延低至 1ms,比较 4G 网络,端到端延时缩短 5 倍,强大的网络能力能够极大满足云化机器人对时延和可靠性的挑战,实现高精度时间同步。


工业实时控制分为两个部分:设备自主控制和远程实时控制。


其中,设备自主控制主要体现在端到端的通讯。基于 5G 的移动边缘计算(MEC)技术,将服务器尽量下沉,部署在无线网络的边缘。这样终端与服务器交互时只需要一跳,从而能大幅压缩端到端的时延。


远程实时控制为了达到远程控制的效果,受控者需要在远程感知的基础之上,通过 5G 通信网络向控制者发送状态信息。控制者根据收到的状态信息进行分析判断,并作出决策,通过 5G 通信网络向受控者发送相应的动作指令。受控者根据收到的动作指令执行相应的动作,完成远程控制的处理流程。

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