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中国移动研究院与罗克韦尔自动化(中国)联合发布“5G确定性工业生产网测试床”阶段性成果
近日,在第五届中国国际进口博览会上,中国移动研究院联合罗克韦尔自动化(中国)发布了“5G确定性工业生产网测试床”阶段性成果。
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近日,在第五届中国国际进口博览会上,中国移动研究院联合罗克韦尔自动化(中国)发布了“5G确定性工业生产网测试床”阶段性成果。

中国移动研究院副院长段晓东在线为成果发布致辞,指出中国移动联合合作伙伴打造“5G确定性工业生产网测试床”,探索了多个5G服务工业制造的典型场景,取得了多项技术突破,对推进5G确定性技术能力提升和“5G融入生产”意义重大。

在推动5G从辅助生产走向融入生产的过程中,出现了许多新的行业痛点需求。例如,在当前工业生产中的旋转场景,通常使用滑环实现旋转设备与周边固定设备之间的通讯,但滑环通信依赖机械接触,易老化破损,需定期替换,增加生产成本;传统工业制造常采用有线方式,产线不易调整,且调整时布线成本高,无法满足柔性生产需求。面向5G融入生产的这些新需求,亟待攻关解决5G服务于OT工业控制的“组网融通”“5G确定性”能力提升以及工业控制“算网一体化”等关键问题。

为此,中国移动联合罗克韦尔、中兴通讯、华为、三菱、高通、宏电、H3C、MOXA、航天新通等产业伙伴共同发起“5G确定性工业生产网测试床”计划,积极探索5G+工业确定性网络的解决方案,提供满足行业需求的确定性服务能力,避免因网络不稳定,导致产品质量下降、产线停机等问题,助力5G融入工业生产。

发布会上,中国移动研究院网络与IT技术研究所副所长魏彬就当前测试床在实时I/O控制、机器安全控制、运动控制等典型工业控制场景取得的阶段性成果进行了解读。

实时I/O通信是离散制造、流程工业中最为普遍也最为基础的通信方式。在本阶段测试中,测试床验证了5G服务于单/双无线实时I/O通信、冗余PLC与实时I/O通信、PRP冗余传输I/O实时通信等四类通信场景。经验证,基于5G LAN的二层组网、组播通信和PRP冗余传输机制,实现了5G与工业协议的二层适配、组网融通,PLC冗余组播以及高可靠的通信能力,可以满足离散制造(比如家电、包装)、流程制造(比如化工、水务、冶金等)中的基础实时I/O通信需求。

更进一步,测试还验证了5G服务于机器安全控制的业务场景。相较于实时I/O控制,机器安全控制为了实现设备或通信故障时的及时停机控制,其要求更低的通信时延(10-20毫秒)。测试床在5G实时I/O通信方案基础上,引入DS帧结构、上行周期预调度、高优先级5QI调度等技术手段,实现了单向10ms的可靠控制。经验证,5G可以满足离散制造中安全继电器、急停操控、光幕检测等各种机器安全控制场景的通信需求。

运动控制特指PLC控制伺服电机实现精准运动的自动化控制方式,对通信要求最为苛刻。测试床验证了PLC控制单伺服电机、单PLC控制多伺服电机轴同步运动、多业务流混合组网等五大场景。经验证,5G依托多协议时间同步、TSN确定性传输、低时延、高可靠冗余传输等关键技术,提供了小于1微秒的时间同步精度,小于100微秒的时延抖动,双向小于10毫秒的传输时延,以及5个9的可靠通信服务能力。5G确定性能力可以满足离散制造中输送、分拣、装配、灌装等典型场景的运动控制通信需求。

本阶段测试工作拉通了OT、IT、CT产业能力,验证了5G应用于实时I/O通信、机器安全控制、运动控制等三大类10个工业场景的可行性与业务性能,为未来推广商用储备了必要的技术能力和实施经验。后续,为推动5G确定性生产网的快速商用,中国移动希望联合OT、IT、CT的各方合作伙伴,秉承“以用促研、以终为始、由点及面”的理念,进一步聚焦典型场景,打造标杆案例,打通5G与工业生产网络的融合桥梁,助力早日达成5G和工业生产“技术融合、产品演进、生态繁荣”愿景。

来源:中国移动研究院


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