EtherNet,IP™ ist bereit für industrielles privates 5G
5G wurde von Grund auf mit Blick auf höchste Zuverlässigkeit, geringe Latenz und ein breites Spektrum an Optionen entwickelt, um die anspruchsvollen Anforderungen des industriellen Internets der Dinge (IIoT) und der industriellen Automatisierung zu erfüllen. Mit Millimeterwellen (mmWave) und privaten Netzwerken bietet 5G diese Vorteile für Standard- und Sicherheitssteuerungsanwendungen mit zahlreichen Industriesensoren, Aktoren und Steuerungen. 5G verspricht, eine tragfähige Technologie zu sein, um herkömmliche kabelgebundene industrielle Netzwerkverbindungen zu ergänzen und sogar zu ersetzen – ein echter Game Changer in Bezug auf Kosten, Flexibilität, Nachhaltigkeit und Markteinführungszeit für Industriebetriebe auf der ganzen Welt!
Nachhaltigkeitspolitik gewinnt in allen Branchen an Bedeutung. Die Einführung nachhaltigerer Richtlinien ist gut für das Geschäft. Fest installierte Industrieanlagen (Skids, Maschinen oder Ausrüstung) erfordern eine kostspielige kabelgebundene Infrastruktur für neue Installationen; dieser Materialeinsatz wirkt sich negativ auf Nachhaltigkeitsinitiativen aus. Fest installierte Industrieanlagen beeinträchtigen auch die Agilität der Industriebetriebe, da sie eine schnelle Umrüstung zur Reaktion auf dynamische Marktbedingungen erschweren.
Doch die gesamte Fertigungsindustrie musste ihre Industriebetriebe umstellen, um die sich ändernde Nachfrage während der globalen Pandemie zu befriedigen: von Soda zu Desinfektionsmitteln, von Kleidung zu medizinischen Masken oder von Autoteilen zu Beatmungsgeräten. Die Lehre daraus ist, dass Agilität, Effizienz, Ausfallsicherheit und Nachhaltigkeit in der intelligenten Fertigung ein wichtiges nationales Gebot sind!
Hier kommt industrielles privates 5G ins Spiel, ein Hilfsmittel der digitalen Transformation in der intelligenten Fertigung, um Geschäftsergebnisse wie Nachhaltigkeit und Agilität zu erzielen, indem es wichtige Anwendungsfälle unterstützt:
- Anwendungen für vernetzte Mitarbeiter erhöhen die Sichtbarkeit und Intelligenz durch mobile digitale Tools wie Analyse, digitale Zwillinge und AR.
- Mobile Asset-Anwendungen erhöhen die Flexibilität und Effizienz mit autonomen Fahrzeugen wie Automated Guided Vehicles (AGVs) und Autonomous Mobile Robots (AMR).
- Kabellose fest installierte Industrieanlagen verbessern die Nachhaltigkeit, indem sie den Bedarf an kabelgebundener Infrastruktur zur Verbindung statischer Ausrüstung, statischer Ausrüstung mit rotierenden Teilen (Schleifringersatz) und nomadischer Ausrüstung (betrieblich im Stillstand, nicht betriebsbereit im Mobilbetrieb) verringern. Kabellose fest installierte Industrieanlagen erhöhen auch die Flexibilität, indem sie die Zeit für die Umrüstung von Industriebetrieben verkürzen, um auf sich ändernde Marktbedingungen zu reagieren.
Kann industrielles privates 5G dazu beitragen, diese Anwendungsfälle in der Fertigung und im Prozessbetrieb zu ermöglichen?
Um diese Frage zu beantworten, arbeitete Rockwell Automation (Branchenführer in der industriellen Automatisierung) mit Ericsson (Branchenführer in der Infrastruktur für zellulare Vernetzung), Qualcomm (Branchenführer für eingebettete Geräte) und Verizon (führender Dienstanbieter für Netzwerke) zusammen. Die Forschungskooperation bewertete die industrielle Private-5G-Technologie mit ODVA’s EtherNet,IP™, der zentralen industriellen Kommunikationstechnologie, die von Rockwell Automation verwendet wird. Das Hauptlernziel war sicherzustellen, dass EtherNet,IP™-Netzwerke für industrielles privates 5G bereit sind und zu bestätigen, dass industrielles privates 5G für anspruchsvolle EtherNet,IP™-Anwendungen bereit ist.
Die Abbildung ist eine vereinfachte Darstellung des entwickelten Testbeds. Sie stellt einen Anwendungsfall für eine kabellose, fest installierte Industrieanlage dar, die aus folgenden Komponenten besteht:
- Rockwell Automation Standard- und Sicherheitssteuerung. Eine Bereichssteuerung mit einer GuardLogix® Sicherheitssteuerung. Zwölf verteilte Bereiche mit FLEX 5000® Standard- und Sicherheits-E,A, die Skids, Maschinen oder Ausrüstung repräsentieren. Hinweis: Der Zweck der Sicherheitssteuerung in jedem verteilten Bereich bestand ausschließlich darin, Testbed-Telemetrie zu erfassen.
- Ericsson Radio-Access-Netzwerkinfrastruktur (RAN). Bestehend aus einer mmWave-Basisstation, die 28 GHz (n261) und LTE-Band 2 mit Release 15 sowie einen privaten 5G-Kern (3GPP Release-15, nicht eigenständig (NSA), vor Ort) verwendet.
- Qualcomm MTP. Eine mobile Testplattform zur Datenerfassung und Förderfluss-Analyse, die als industrieller 5G-zu-Ethernet-Adapter verwendet wird und als Benutzergerät (UE) bezeichnet wird.
- Die Vordenkerrolle von Verizon bei der Innovation industrieller Vernetzung mit 5G war ein wichtiger Beitrag zur Definition von Anforderungen, Zielmerkmalen und Umfang des Testbeds, einschließlich einer roadmap für zukünftige Validierungsanforderungen.
