拔掉未来的插头:利用5G互联工厂车间

长期以来，布线一直是工业自动化和工厂车间的关键元素，需要大量考虑，包括布线挑战、弯曲半径和最大支持长度——而这只是初学者。我们依靠电缆来移动数据、供电以及促进设备与其主机之间的通信。从历史上看，电缆一直位于工厂车间或直接位于工业自动化设备和视觉系统中。然而，系统设计师和那些负责创造当今工业自动化技术的人长期以来一直在设想，无线能力将成熟到某个程度，届时所有的电缆都将变得不必要——而这个时候已经到来。但是，现在机器人在自动化领域的应用越来越多，迫使无线技术的采用，这就需要应对一系列新的技术和性能挑战。

5G蜂窝网络vs 5GHz Wi-Fi

当我们今天想到无线技术时，大多数人会想到5G，但这个术语对每个人来说都是一样的吗?在wi-fi世界中，人们有时会混淆本地wi-fi网络的5GHz频段与5G。5GHz wi-fi频段提供了比2.4GHz更高的吞吐量，但代价是距离更短，而且这项技术部署在信号相对较弱的未授权频谱上，任何人只要购买路由器并进行相应配置就可以免费使用。

另一方面，5G是5^th使用授权频谱的蜂窝网络技术的产生。美国和国外的大型移动运营商获得这些频段的许可，然后投入大量资金建设能够在广大地区传输这些信号，为所有人服务的基础设施。然而，随着该行业寻求收回他们的技术投资，很明显，仅仅提高消费者的蜂窝服务成本是不够的。这就是为什么一些运营商认识到这项新技术带来的能力后，现在正在行业内寻找以前不存在的商业机会。

边缘和云的分散处理

随着小型工业pc (ipc)在处理传感器和图像数据的处理需求方面显示出更强的能力，边缘计算继续发展。这些边缘设备通常负责一组特定的需求:促进决策或处理数据，有时将结果交给远程系统，可能是物理系统或基于云的系统。根据用例，5G可能是跨多个系统互连边缘设备的绝佳选择，从而实现将结果和处理过的数据传输到云端进行进一步处理或存储的高效和有效手段。

主要5G运营商将推出被称为多接入边缘计算或移动边缘计算(MEC)的网络云/雾解决方案。这项技术促进了边缘计算可以由MEC基础设施使用5G通信进行管理，并实现为针对自动化、安全和安保领域的公共或私有5G网络。

带宽，可靠性和安全性创建选项

由于其增强的吞吐量、安全性和覆盖可靠性，5G网络非常适合用于高价值应用。与替代方案相比，总拥有成本被宣传为合理的，同时比传统wi-fi实现带来了更大的效益，为在工厂内建立通信和数据传输的进步创造了机会。

MQTT等协议促进了现实世界中自动驾驶汽车彼此保持持续通信的想法;这对于自主移动机器人(amr)或自动引导车辆(agv)尤其有益，促进了设备之间的通信以及对其导航和决策至关重要的信息交换。它还可以提醒他们注意障碍、错误或挑战。这种车对车(V2V)或车对人(V2X)的互联连接利用5G实现设备之间的可靠通信流，可能是对传统wi-fi网络的重大改进。

工业物联网(IIoT)技术的迅速采用是另一个值得探索的途径。工业物联网承诺通过预测性维护来减少机器停机时间，并通过更智能的决策来提高产品质量和制造效率。5G提供了一个引人注目的平台，在这个平台上，通过电信平台上的互联性和设备聚合来利用这些优势。

并非没有限制

工业自动化和机器视觉的许多方面依赖于具有低、可预测延迟的确定性通信和数据传输。与前一代相比，5G在带宽和延迟方面有了显著改进，但作为一种无线技术，它仍然具有可变性。在许多机器视觉应用中，延迟必须是确定的，jitter(延迟事件之间的延迟)必须保持不变。在许多这些场景中，带宽的可用性也必须保持，因此，关键任务应用程序——以及那些使用具有严格定时要求的视觉传感器的应用程序——仍然最适合物理布线。

未来是光明的

5G有可能彻底改变许多行业。高数据速率和快速传输速度、减少的延迟以及连接大量设备的能力有助于提高系统的简单性、增强工作人员的安全性并降低成本。随着技术的发展和行业对其能力的不断试验和研究，我们应该期望看到其在整个自动化领域的采用和部署的增长。