无线

有效连接无线应用

IO-Link无线和5G可以为工业制造应用提供许多好处。

亚历山大•韦伯 2021年9月24日
礼貌:现场总线国际

无线应用已经成为我们日常生活中不可缺少的一部分,用户不再关心这些无线连接是如何建立的,是否稳定。只有当连接中断时,我们才会更仔细地研究这项技术。

然而,在工业环境中,无线技术仍然受到保留,主要是由于对高机器可用性的需求。

然而,在有线解决方案中,机器通信无法进行物理测试,这意味着潜在的故障很快就会成为一个挑战。例如,包与来自同一频带的其他包的相关信息的碰撞,以及直接邻近的组件对节点的屏蔽/反射,都可能发生。这可能会导致沟通故障,并可能在几次后控制故障。传统上,这些问题很难避免使用专有的无线技术。这也阻碍了无线元件在工业自动化中的应用。

然而,正是在这些情况下,今天对无线应用的呼声越来越高。我们需要的是工业标准,为用户提供最大的灵活性、多样性和可伸缩性。许多无线网络无法满足可靠性、设备密度、安装工作量和物理尺寸等方面的要求,因此很少使用。

一个HMS Networks的最新研究发现无线应用程序远程监控和远程控制的设备已经被超过半数的被调查者有48%的受访者声称他们是积极的5 g和想使用这种技术,而不是不可靠的wi - fi和它的各种工业衍生品。

然而,在5G(超可靠和低延迟通信)的背景下,应该提到另一种标准化的无线技术——IO-Link无线技术。这两个标准共存创造了巨大的附加价值,并促进了彼此各自的应用领域。

IO-Link无线是专门为工厂自动化而定义的。它为工业工厂自动化控制系统提供了可靠、实时和确定性的协议。它为工业控制应用中的经典有线电缆增加了无线传输链路,增加了机动性和灵活性,并将工厂通信提升到自动化的主要水平。

与此同时,作为第四次工业革命的一部分,企业开始销售各种基于5g的产品和服务。在这种背景下,5G转型需要数年时间,因为生产部署需要稳定的规格、生产级实施和支持性生态系统,才能实现广泛的可用性。

无线实现注意事项

如果要对一台机器实施无线通信解决方案,必须考虑几个关键因素:

  • 输出
  • 延迟
  • 应用程序
  • 物理维度
  • 范围
  • 成本
  • 频谱的可用性。

这两种技术都有自己的理由。他们涵盖了工业自动化技术的各个应用领域。只要看一眼自动化金字塔就会发现,每种情况下,它们处理的节点类型都非常不同。

5G和IO-Link无线地址的节点类型各不相同。礼貌:现场总线国际

5G和IO-Link无线地址的节点类型各不相同。礼貌:现场总线国际

IO-Link无线主要用于已经通过IO-Link通信的工厂自动化现场设备。它也是一种空间有限的解决方案,可以选择性地使用和缩放来传输开关和测量传感器的信号,但也可以用于更简单的执行器。< 2字节的处理数据被处理和转发。由于这些设备通常成本较低,并且大量使用,因此系统的总成本往往决定了新技术的成功。

设备还通过节点(IO-Link主节点)直接与控制器通信,这使得从主节点到设备的稳定和连续连接至关重要,这对时间关键的应用也是一个很高的要求。IO-Link无线是基于标准化的IO-Link技术(IEC 61131-9),因此可以满足这些要求,同时提供与有线版本相同的高通信稳定性。此外,它是一种灵活和经济的解决方案,可以嵌入与以前使用的传感器和驱动器的现有基础设施,无需花费什么努力。

另一方面,5G被设计为具有更大带宽的现场节点的通信媒介。它是为更高层次的通信而设计的综合网络基础设施。例如,由于许可成本和基础设施投资的原因,该技术不是设计用于选择性应用领域的。

它经常在更高的领域层次的自动化金字塔中被发现,其中也使用了基于以太网的节点,例如,控制器和摄像机系统之间的通信,伺服电机,现场总线模块,甚至从机器人到网关的数据传输。这些设备的安装量通常较小,而且由于它们的复杂性,价格也不同,这就是为什么完整制造环境的5G基础设施的额外成本不那么重要。

因为这两种技术服务于不同的用例,所以它们非常适合在组合系统中使用。不同的频带也不会相互干扰,即使它们不是直接兼容的。现场总线模块可以作为这两种技术的中心,向下通过IO-Link无线通信,向上通过5G通信。IO-Link无线可以与任何5G网络共存。这些网络并不相互矛盾,因为5G专注于具有更高数据吞吐量的高端应用。

这篇文章最初发表于188金宝搏备用控制工程的欧洲网站.由Chris Vavra编辑,网页内容经理,188金宝搏备用, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com


亚历山大•韦伯
作者简介:Alexander Weber是Profibus International的IO-Link无线工作组的负责人。