În Internetul industrial, atât comunicațiile cu fir (de exemplu, Ethernet industrial, fieldbus) cât și comunicațiile fără fir (de exemplu, Wi-Fi, 5G, tehnologie wireless industrială dedicată) sunt utilizate pe scară largă, dar alegerea specifică depinde de nevoile scenei. Mai jos este o analiză a caracteristicilor tehnice, scenariilor de aplicare și tendințelor de dezvoltare:
I. Comunicare prin cablu: stabilă și de încredere, încă nucleul industriei
Caracteristici tehnice
Timp real{0}} ridicat și fiabilitate:Ethernet industrial (de ex. PROFINET, EtherCAT) realizează o întârziere de microsecunde prin sistemul de operare dur-în timp real și placa de rețea dedicată pentru a satisface cererea de control de precizie.
Capacitate puternică anti-interferențe:Transmisia cu fir metalic sau fibră optică nu este supusă interferențelor electromagnetice, potrivite pentru medii industriale puternice (de exemplu, topirea metalelor, echipamente electrice).
Securitate ridicată:Izolarea fizică reduce riscul scurgerii de date și respectă standardele de siguranță industrială.
Scenarii tipice de aplicare
Stratul de control al producției:interacțiunea de date-în timp real între PLC (controler logic programabil) și senzori și actuatori.
Interconectarea stratului de echipamente:comunicare stabilă a echipamentelor de bază, cum ar fi roboții industriali și mașinile-unelte CNC.
Rețele deterministe:de exemplu, rețele-sensibile la timp (TSN) în producția de automobile, producția de semiconductori.
Cotă de piață
Cota de piață a Ethernetului industrial în domeniul colectării datelor industriale crește treptat datorită ratei de transmisie ridicate (Gigabit / 10 Gigabit), a rețelei ușoare și a compatibilității cu conectivitatea la Internet.
II. Comunicații wireless: implementare flexibilă, devenind un supliment important
Caracteristici tehnice
Flexibilitate și scalabilitate:nu este nevoie de cablare, susținând implementarea rapidă și reconfigurarea liniei de producție, adaptându-se la nevoile de producție flexibilă.
Avantaj de cost:Reduceți costurile de cablare (în special pentru reconstrucția unei instalații vechi), reduceți timpul de nefuncționare pentru întreținere.
Iterare rapidă a tehnologiei:5G, Wi-Fi 6/7 și alte tehnologii noi oferă o lățime de bandă mai mare și o latență mai mică.
Scenarii tipice de aplicare
Comunicarea dispozitivului mobil:Transmiterea de date-în timp real pentru AGV-uri (Automated Guided Vehicles), inspecții cu drone și terminale portabile pentru lucrători.
Monitorizare de la distanță și întreținere predictivă:Monitorizarea stării echipamentelor pe o zonă largă-prin LoRa, NB-IoT și alte tehnologii.
Operare în mediu periculos:cum ar fi în scenariile miniere și chimice, tehnologia fără fir înlocuiește inspecția manuală și îmbunătățește siguranța.
Direcția Tehnologică Cheie
Rețea privată industrială 5G:acceptă uRLLC (comunicare ultra-fiabilă cu latență scăzută-) și mMTC (comunicare masivă cu mașini) pentru a realiza scenarii extreme, cum ar fi operația la distanță și conducerea autonomă.
Rețea-sensibilă la timp (TSN) și convergență wireless:Echilibrați flexibilitatea wireless și siguranța prin cablu prin TSN prin 5G/Wi-Fi.
Protocoale wireless industriale dedicate: cum ar fi WirelessHART, WIA-PA, optimizate pentru industria de proces, cu o puternică capacitate anti-bruiaj.
III. sinergia cu fir și fără fir: rețea hibridă în curentul principal
Modul de suprapunere:suprapuneți wireless peste rețeaua cablată existentă pentru colectarea de date în--în timp real (de exemplu, monitorizarea mediului, gestionarea inventarului).
Modul de convergență:wireless înlocuiește treptat o parte din rețeaua de control cu fir, cum ar fi prin 5G + edge computing pentru a obține PLC wireless.
Caz tipic:
Producția de automobile:Ethernet industrial conectează echipamentele de bază, Wi-Fi 6 acceptă programarea AGV, 5G este utilizat pentru inspecția de la distanță a calității.
Agricultura inteligentă:Monitorizarea LoRa a umidității solului, transmisie 4G/5G către nor, rețea cu fir pentru controlul sistemului de irigare.
IV. tendința viitoare: proporția wireless continuă să crească, dar cablul este încă de neînlocuit
Creșterea ratei de penetrare a tehnologiei fără fir:
Este de așteptat ca până în 2027, dimensiunea pieței de comunicații industriale fără fir să o depășească pe cea a pieței cu fir, în special în domeniul logisticii, energiei și producției inteligente.
Costul modulelor industriale 5G este în scădere (de la 1000 USD la 100 USD), ceea ce promovează scara de aplicare.
Tehnologia cu fir continuă să inoveze:
Ethernet (SPE) cu o singură-pereche simplifică cablarea, acceptă PoE (Power over Ethernet) și reduce costurile cuprinzătoare.
Tehnologia magistralei optice industriale depășește limitarea distanței de transmisie, potrivită pentru fabrici-la scară largă.
Armonizarea standardelor accelerează:
OPC UA prin TSN, LAN 5G și alte protocoale converg pentru a rezolva problemele de compatibilitate cu mai multe-protocoale.
Principalele țări industriale din întreaga lume (de exemplu, Germania, Statele Unite, China) au încorporat tehnologia fără fir în strategiile lor industriale de internet.