Nueva área de comunicación inalámbrica en automatización industrial

RadioDot 5G de Ericsson

Desde mediados de la década de 1990, las tecnologías de la comunicación industrial se han orientado cada vez más hacia las tecnologías convencionales. Estas soluciones principales, en parte adaptadas, se han incorporado a las tareas de automatización de la industria manufacturera. Ejemplos de esto incluyen la tecnología Ethernet y WLAN, pero también la PC industrial, dice Alexander Bufalino, vicepresidente de marketing de Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.

Una de las razones de esta tendencia son las economías de escala que pueden lograrse, por ejemplo, mediante el uso de tecnologías estándar del entorno de oficina y de TI que permiten recurrir a hardware más rentable, como chips y dispositivos. Otra razón es que las tecnologías convencionales están respaldadas por una enorme cantidad de investigadores y desarrolladores, que brindan un rendimiento de ingeniería que no sería factible para satisfacer las necesidades de una sola industria.

La situación es similar con la tecnología de comunicaciones móviles. Tiene su origen en las TIC (tecnologías de la información y la comunicación) y se ha utilizado en su evolución, primero para la comunicación por voz y luego cada vez más para la comunicación de datos. En la actualidad, esta tecnología se centra en la comunicación de datos inalámbrica y rápida, no solo a nivel local, sino que en combinación con Internet, es una red de comunicación verdaderamente global que se puede utilizar desde casi cualquier lugar del mundo.

Éxito en la supervisión no crítica

La industria de la automatización industrial (IA) también ha intentado utilizar tecnologías celulares (2G, Edge, 3G, LTE y otras) para sus aplicaciones durante los últimos 10 a 15 años. Las aplicaciones exitosas han sido en particular en tareas de monitoreo no críticas y en el mantenimiento remoto de máquinas e instalaciones.

Sin embargo, las generaciones anteriores de tecnología móvil se han centrado en casos de uso de banda ancha móvil para el usuario público de teléfonos inteligentes. Manejar casos de uso de automatización críticos en generaciones anteriores de redes móviles públicas trae varios desafíos, por ejemplo, en las áreas de latencia, la velocidad a la que se transmite un evento y el determinismo, la certeza con la que se transmite el evento mencionado anteriormente. Además, la transparencia y el diagnóstico de las comunicaciones móviles no ha cumplido en su mayoría con las expectativas de AI.

Con el nuevo 5 ^th La generación de tecnología de comunicación móvil, 5G, casos de uso industrial y especialmente casos de uso de automatización industrial se han enfocado con sus requisitos especiales hacia la latencia, determinismo y confiabilidad de la solución de comunicación. La tecnología 5G se crea en varios pasos, los llamados lanzamientos que son desarrollados y publicados por la organización de estandarización 3GPP (el proyecto de asociación de tercera generación:www.3gpp.org).

Actualmente, la versión 15 se ha publicado como la primera versión 5G. La versión 16 está a punto de completarse y las versiones 17 y 18 ya están en planificación. Sin embargo, la versión 15 es la primera tecnología 5G que aparece en el mercado que utiliza un nuevo método de comunicación por radio en comparación con 4G (LTE) llamado nueva radio (NR). Con esta, y muchas otras innovaciones, la versión 15 permite una velocidad de transmisión de datos significativamente mayor, identificada como banda ancha móvil mejorada (eMBB).

Redes 5G privadas

IA puede beneficiarse de estas innovaciones en algunas aplicaciones. Sin embargo, se deberá prestar especial atención a las nuevas funciones que vendrán con las versiones 16 y 17. ¿Tenemos que ser pacientes durante más tiempo? No, porque hay otra novedad que ya está disponible en algunas regiones del mundo y se está discutiendo cada vez más en otras regiones:las redes 5G privadas o no públicas.

Las redes no públicas son redes dedicadas para empresas diseñadas para abordar las necesidades específicas de rendimiento, confiabilidad y seguridad de la empresa respectiva. Las redes privadas 5G se pueden implementar de diferentes maneras, ya sea completamente aisladas de la red pública o integradas en las redes de operadores existentes. En muchos países, como Alemania, las autoridades reguladoras del espectro han creado oportunidades para utilizar la tecnología de las comunicaciones móviles en un espectro separado para la operación de redes privadas. Por lo tanto, además de las redes públicas de radio móviles, se encuentran disponibles frecuencias adicionales para servir aplicaciones locales en redes separadas con la misma tecnología.

En este contexto, Phoenix Contact, Ericsson y Quectel han trabajado juntos para desarrollar e implementar el primer enrutador industrial 5G para aplicaciones industriales locales en una red 5G privada. Al comenzar a interactuar en una etapa temprana, las tres empresas han podido desarrollar rápidamente una solución que proporciona un rendimiento de grado comercial en redes 5G privadas.

La colaboración entre Quectel, Phoenix Contact y Ericsson ha sido objeto de pruebas de interoperabilidad exhaustivas en el laboratorio de Ericsson para garantizar el rendimiento comercial confiable del enrutador 5G. Además, las tres empresas cooperaron estrechamente para habilitar las aplicaciones de la Industria 4.0 con esta red privada independiente 5G. A través de nuestros esfuerzos conjuntos, estamos facilitando y sin riesgos para nuestros clientes la implementación de una red no pública 5G de vanguardia probada en el futuro para AI.

Quectel es un proveedor global de módulos celulares y GNSS, con una amplia cartera de productos que cubre 5G, LTE / LTE-A, NB-IoT / LTE-M, UMTS / HSPA (+), GSM / GPRS y GNSS. Como desarrollador profesional de tecnología IoT y proveedor de módulos celulares, Quectel puede proporcionar servicios integrales para módulos celulares IoT. Los productos de Quectel se han aplicado ampliamente en IoT / M2M, incluidos pagos inteligentes, telemática y transporte, energía inteligente, ciudades inteligentes, seguridad, pasarelas inalámbricas, industria, atención médica, agricultura y monitoreo del medio ambiente.

La compañía lanzó los primeros módulos basados ​​en 5G con sus módulos de radio móvil RG500Q / RG510Q / RM500Q / RM510Q en MWC 2019, que usan el chipset X55 actual de Qualcomm y son compatibles con la versión 15 de 5G tanto en NSA (no autónomo) como en SA (autónomo). solo), con RG500Q / RM500Q que admite sub-6GHz y RG510Q / RM510Q que admite sub-6GHz y mmWave.

Ericsson como proveedor de redes es una fuerza del desarrollo de la tecnología 5G. Además de equipar las redes de comunicación de banda ancha móviles públicas tradicionales de los operadores de redes móviles (MNO), Ericsson está colaborando con proveedores de servicios de comunicación (CSP) para habilitar todo el potencial de 5G en el contexto de la industria 4.0.

Por esta razón, Ericsson desarrolló soluciones de red dedicadas para redes privadas, e. gramo. la solución de redes privadas de Ericsson hecha a medida o el compacto Ericsson Industry Connect. Para aprovechar al máximo la experiencia de los diferentes actores de las TIC en el mercado, la estrategia preferida de Ericsson es ofrecer estas soluciones 5G junto con los operadores de redes móviles hacia la industria.

Phoenix Contact es proveedor global de componentes, sistemas y soluciones en el campo de la ingeniería eléctrica, electrónica y automatización. Con más de 20 años de experiencia en el campo de la transmisión inalámbrica de datos, Phoenix Contact suministra enrutadores WLAN, Bluetooth y de radio móvil para aplicaciones industriales.

El último desarrollo de comunicaciones móviles de Phoenix Contact es un enrutador 5G, uno de los primeros enrutadores celulares 5G industriales del mercado. Con este dispositivo, las aplicaciones industriales, como máquinas, controles y otros equipos, se pueden conectar a una red 5G. El enfoque de estos dispositivos es la integración de diferentes aplicaciones en una infraestructura de comunicación 5G privada con el objetivo de orquestar las aplicaciones industriales en su uso de recursos, prioridad y comportamiento.

Ventaja de la tecnología de comunicación móvil 5G

A diferencia de las soluciones inalámbricas anteriores que no eran 3GPP, que solo pueden usar todas las bandas de radio, en su mayoría sin licencia, con un principio de mejor esfuerzo y que deben aceptar pérdidas de rendimiento en igual medida cuando el espectro de radio está muy ocupado, una radio móvil privada La red permite diseñar el uso del espectro de acuerdo con las necesidades de la empresa.

Por lo tanto, la red 5G puede convertirse en una nueva columna vertebral de comunicaciones en la automatización industrial, lo que permite atender muchas aplicaciones diferentes simultáneamente. Desde sensores individuales hasta máquinas conectadas temporalmente, herramientas móviles e incluso sistemas de transporte sin conductor con cámaras de video de alta resolución, toda la comunicación es inalámbrica, de alto rendimiento, escalable y priorizada.

El autor es Alexander Bufalino, vicepresidente de marketing, Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.