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无人机网（www.youuav.com)综合资讯

5G 在工业自动化中的应用

2022-04-25 11:19 性质：原创 作者：南山 来源：无人机网
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考虑到围绕数字转型和工业4.0的整个运动，有关新一代电信系统的主题，即所谓的5G，不久将可用于各种语音和数据通信系统，肯定会对整个社会造成重大影响。此文本...

考虑到围绕数字转型和工业4.0的整个运动，有关新一代电信系统的主题，即所谓的5G，不久将可用于各种语音和数据通信系统，肯定会对整个社会造成重大影响。

此文本中，打算开始讨论主要的技术和应用点，关于这个电信网络的演变，主要集中在工业的应用：

  • 5G 移动通信技术（第5 代）

  • 来自 5G 技术的工业4.0 现实

  • 5G 工业应用与技术

    • 什么是5G网络？

  • 它是第五代移动网络，无线宽带的演进

  • 该网络将允许改善电信，主要是数据

  • 它将使 IoE（万物互联）互联成为现实

    • 至于通信行业的演进，我们也可以联想到几代电信系统：

    1G

  • 机械和气动控制

  • 机电控制

  • 自动化电子学的开端

  • 模拟电子和自动化数字化的开端

    • 2G

  • 工业网络和协议的开始

  • 建立在控制中的Scada

  • 使用 OPC

  • 工业中的 Windows Home

    • 3G

  • 使用 OPC 作为通信标准

  • 在系统和网络上使用 Windows

  • 以太网的使用

  • 客户端和服务器概念

    • 4G

  • 在工业自动化中使用互联网

  • 远程数据访问

  • 产业融合与融合；

  • 订阅者发布者概念

  • 工业4.0

    • 5G

  • 工业物联网系统的演变

  • 工控与运营互动新形态

  • 虚拟和增强现实

  • 人工智能

    • 基于电信系统使用的整个转变与数据的使用直接相关，今天设备中数据的使用比其他形式的通信增长得更快。

    5G 网络属于无线网络类 WAN（广域网），我们在其中具有主要特征：

  • 可靠性

  • 互操作性

  • 可访问性

  • 频谱可用性

  • 端到端安全性

  • 服务质量

    • 在 5G 提供的可能性范围内，我们有新的术语将导致新的数据通信项目，例如：

    万物互联：万物互联

    概念并连接任何生成数据并使其可在任何地方进行处理的设备。

    M2M：机器对机器

    控制设备相互通信以进行自主决策的能力。

    触觉互联网

    随着通信延迟的减少，将有可能对设备进行实时感知，类似于人类感官的速度，从而改变我们对机器的体验。

    就使用需求而言，5G 是对当今一些挑战的回应，例如：

  • 系统传输的数据量呈指数增长，连接的人越来越多，IoE（万物互联）的出现

  • 结合实时服务（视频流和触觉互联网），需要高速和高数据流量容量

  • 新的服务形式。不仅是监控，还可以远程控制，进行更准确、高速的实时测控

    • 新一代 5G 网络将改变我们的理解方式：

  • SPEED– 是具有多个并行路径的高速通信网络

  • LATENCE（响应时间）——低延迟网络，几乎实时响应

  • 连接性——允许在一个区域内有大量设备的网络（高密度）

    • 除了包含其他功能，例如：

  • 能源效率– 网络和设备的低能耗（节省 90%）

  • 降低成本——随着网络规模的扩大，预计移动服务的 CAPEX 和 OPEX 会减少

  • 新服务——高清数据、M2M通信、定位和云计算

    • 允许 5G 网络以更先进的通信格式运行的主要技术是：

  • 毫米波，我们将使用更高的频率，这将减少通信范围

  • 小基站，我们会用更多的铁塔来扩大覆盖范围

  • MIMO通信，该技术将允许同一通信天线的多个发送和接收

  • 波束成形，因此没有干扰，通信将在设备级别具有方向性和可寻址性

  • 全双工通信，通过高速交换机，我们将能够高速双向通信

    • 回顾工业4.0的概念，将整个价值链（信息+人+设备）连接到互联网，利用人工智能进行行业决策。

    请注意，在概念上，通过互联网进行的互连是当前通信和技术的瓶颈，因此 5G 是一个很好的杠杆，可以将互连的概念完全付诸实践。

    随着 5G 的到来，设备已经配备了芯片，例如，我们将能够放置数据芯片并开始在互联网上和与云提供商进行通信。

    在行业中，我们可能有几种应用，我们在下面列出一些，看演示更好地理解：

  • 传统自动化系统

  • 带网关的自动化系统

  • 采用 5G 芯片的自动化系统

  • 如何共享服务

    • 5G的信息安全如何？我们在下面列出了使用的技术：

  • 使用 USIM（通用用户身份模块），允许身份验证和加密算法，以及使用应用程序来提高安全性

  • 它在末端具有安全性，即具有用于网络通信者之间身份验证的数字密钥和核心（网络）中的安全性 - 数据监视器

  • 它具有硬件加密系统 (HSM)、数据认证、无线配置，这是用户配置文件的不断更新

    • 演进并没有停止，我们仍然可以指出电信系统连续性的一些趋势，这将对行业产生影响：

  • 所有工业资产都来自工厂，拥有5G数据芯片，从物联网层面到结构化层面IIoT工业物联网

  • 专门从事数据服务的电信公司，CHIP 仅适用于物联网，费用将用于服务的消费

  • 开始研究 6G，通信速度为 1TB/s，工作在太赫兹(THz) 频率

    • 我们得出结论，以可靠性、互操作性和可访问性进行数据通信的能力是数字社会面临的巨大挑战，5G 技术将使工业 4.0 在价值链融合的背景下成为现实。

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