NORTHAMPTON, MA / ACCESSWIRE / 22 novembre 2022 / Au cours des décennies précédentes, les technologies de communication sans fil visaient principalement à fournir des données à haut débit principalement aux consommateurs utilisant un smartphone. La standardisation de la 5G, au sein du 3GPP, a commencé avec une vision visant à aborder bien plus de secteurs verticaux que le cas d’utilisation des smartphones. Par conséquent, la 5G a été conçue dès le départ avec une ultra-fiabilité, une faible latence et une large gamme d’options de spectre à l’esprit pour répondre aux exigences exigeantes de nombreux secteurs verticaux critiques de l’industrie. Ces nouvelles capacités ont fait de la 5G une solution idéale pour l’automatisation industrielle et l’IoT industriel en général. Avec les réseaux privés, la 5G peut offrir ces avantages avec une capacité ultra-élevée et une faible latence pour de nombreux capteurs, actionneurs et contrôleurs industriels dans les applications de contrôle standard et de sécurité, à la fois dans le spectre à ondes millimétriques et conventionnel sous-6 GHz. La 5G offre la promesse d’être une technologie viable pour augmenter, voire remplacer, les connexions de réseau industriel filaire traditionnelles – un changement de jeu en termes de coût, de flexibilité, de reconfigurabilité, de durabilité et de délai de mise sur le marché pour les opérations industrielles du monde entier.

L’industrie manufacturière doit être flexible face aux demandes du marché en constante évolution. Par exemple, ils ont dû réorganiser leurs opérations industrielles pour répondre à l’évolution de la demande pendant la pandémie : passer du soda au désinfectant, des vêtements aux masques médicaux ou des pièces automobiles aux ventilateurs. La leçon est que l’agilité, l’efficacité, la résilience et la durabilité sont des aspects importants de la fabrication intelligente.

Industrial Private 5G est un catalyseur de la transformation numérique dans la fabrication intelligente pour aider à obtenir des résultats commerciaux, tels que la durabilité et l’agilité en prenant en charge des cas d’utilisation d’applications clés :

• Les applications des travailleurs connectés augmentent la visibilité et l’intelligence grâce à des outils numériques mobiles, tels que l’analyse, les jumeaux numériques et la réalité augmentée (AR).
• Les applications d’actifs mobiles augmentent l’agilité et l’efficacité avec des véhicules autonomes, tels que les véhicules guidés automatisés (AGV) et les robots mobiles autonomes (AMR).
• Les applications d’immobilisations industrielles non connectées améliorent la durabilité en réduisant le besoin d’une infrastructure câblée pour connecter des équipements statiques, des équipements statiques avec des pièces rotatives (remplacement des bagues collectrices) et des équipements nomades (opérationnels lorsqu’ils sont statiques, non opérationnels lorsqu’ils sont mobiles). Les actifs industriels fixes non attachés augmentent également l’agilité en réduisant le temps de réoutillage des opérations industrielles pour répondre aux conditions changeantes du marché.

La 5G privée industrielle peut-elle aider à activer ces cas d’utilisation d’applications dans les opérations de fabrication et de traitement ? Pour répondre à cette question, Rockwell Automation (leader de l’industrie de l’automatisation industrielle) a collaboré avec Ericsson (leader de l’industrie de l’infrastructure de réseau cellulaire), Qualcomm Technologies, Inc. (leader de l’industrie de la technologie 5G) et Verizon (principal fournisseur de services réseau). La collaboration de recherche a évalué la technologie industrielle Private 5G avec la connectivité EtherNet/IP™, la technologie de communication industrielle de base de Rockwell Automation. L’objectif d’apprentissage clé était de s’assurer que les réseaux EtherNet/IP sont prêts pour la 5G privée industrielle et de confirmer que la 5G privée industrielle est prête pour les applications EtherNet/IP exigeantes.

L’illustration ci-dessus est une représentation simplifiée du banc d’essai développé, illustrant un cas d’utilisation d’application d’actif fixe industriel non attaché, composé de :

• Contrôle standard et de sécurité de Rockwell Automation. Un automate de zone avec un automate de sécurité GuardLogix®. Douze zones distribuées avec E/S standard et de sécurité FLEX 5000®, représentant des skids, des machines ou des équipements. Notez que le but du contrôleur de sécurité dans chaque zone distribuée était de collecter uniquement les données de télémétrie du banc d’essai.
• Infrastructure du réseau d’accès radio (RAN) d’Ericsson. Composé d’une station de base mmWave utilisant 28 GHz (n261) et la bande LTE 2 utilisant la version 15, et un cœur 5G privé (3GPP version 15, non autonome (NSA), sur site).
• Plate-forme de test mobile Qualcomm (MTP). Une plate-forme de test mobile pour la collecte de données et l’analyse des flux de trafic, utilisée comme adaptateur industriel 5G vers Ethernet, appelée équipement utilisateur (UE).
• Le leadership éclairé de Verizon dans l’innovation des réseaux industriels avec la 5G a été une contribution importante à la définition des exigences, des ensembles de fonctionnalités cibles et de la portée du banc d’essai, y compris une feuille de route des futures exigences de validation.

Les tests ont été exécutés selon un plan de test bien établi fourni par Rockwell Automation avec des critères de réussite stricts de zéro défaut. Il décrit une série de scénarios de test pour établir des connexions d’E/S fiables à la norme EtherNet/IP et à la sécurité (CIP Safety™) à partir du contrôleur de zone GuardLogix sur la gauche, avec une gamme de paramètres d’intervalle de paquets demandés (RPI), sur le RAN 5G à la norme FLEX 5000 et E/S de sécurité dans les zones 1 à 12 sur la droite. RPI est la vitesse à laquelle le contrôleur et les E/S échangent des données.

Les résultats des tests réussis ont démontré que l’état actuel de la 5G privée industrielle (3GPP Release-15, NSA, sur site, spectre mmWave) a une latence et une gigue suffisamment faibles pour prendre en charge des paramètres RPI meilleurs que les paramètres par défaut de Rockwell Automation pour EtherNet/ Connexions E/S standard IP et de sécurité. Ces paramètres RPI prendront en charge de nombreuses applications d’actifs industriels fixes non attachés (skids, machines ou équipements) qui utilisent la norme EtherNet/IP et les communications d’E/S de sécurité.

Les résultats de l’objectif d’apprentissage ont mis l’accent sur :

• EtherNet/IP est prêt pour la 5G privée industrielle.
• L’état actuel de la 5G privée industrielle est prêt pour la norme EtherNet/IP et les applications d’E/S de sécurité.
• La 5G privée industrielle peut aider à obtenir des résultats commerciaux tels qu’une durabilité accrue et une agilité améliorée au sein des opérations industrielles.

La collaboration de recherche se poursuivra, avec des plans pour évaluer les applications de synchronisation temporelle EtherNet/IP (CIP Sync™) et de mouvement distribué (CIP Motion™) sur la 5G industrielle privée 3GPP version 16 autonome (SA). Les résultats d’un premier test de preuve de concept étaient prometteurs.

En résumé, grâce à la collaboration entre Rockwell Automation, Ericsson, Qualcomm Technologies et Verizon, nous sommes en mesure de vérifier que les vrais cas de test d’automatisation industrielle compatible 5G fonctionnent comme promis. Les opérations industrielles peuvent ainsi tirer parti de la norme 5G aujourd’hui pour répondre à leurs besoins de connectivité sans fil hautes performances et d’assurance commerciale à mesure qu’elles évoluent vers une fabrication intelligente.

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LA SOURCE: Qualcomm