5G使能工廠自動化控制

在自動化控制中, 倒立擺是典型的應用。倒立擺原理用于機器人各種姿態(tài)控制、航空飛船對接控制等姿態(tài)控制等工業(yè)應用。華為X Labs通過倒立擺驗證5G對極低試驗自動控制的價值, 研究表明, 當?shù)沽[運行在4G模式下時, 4G的過高時延, 使得倒立擺的控制指令不能得到快速執(zhí)行, 倒立擺起擺到穩(wěn)態(tài)的時間過長, 達到13.2秒。

當運行在5G模式下時, 5G的1ms超低時延, 使倒立擺的控制指令快速執(zhí)行, 起擺到穩(wěn)態(tài)只用4秒。通過對比, 可以看到5G低時延網(wǎng)絡在自動控制的巨大價值, 網(wǎng)絡端到端時延從4G的50ms減低至5G的1ms。

自動化控制是制造工廠中基礎的應用, 核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的控制周期內每個傳感器進行連續(xù)測量, 測量數(shù)據(jù)傳輸給控制器以設定執(zhí)行器。典型的閉環(huán)控制過程周期低至ms級別, 所以系統(tǒng)通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制, 同時對可靠性也有*的要求。如果在生產(chǎn)過程中由于時延過長, 或者控制信息在數(shù)據(jù)傳送時發(fā)生錯誤可能導致生產(chǎn)停機, 會造成巨大的財務損失。

5G切片網(wǎng)絡可提供極低時延長、高可靠, 海量連接的網(wǎng)絡, 使得閉環(huán)控制應用通過無線網(wǎng)絡連接成為可能。基于華為5G的實測能力:空口時延可到0.4ms, 單小區(qū)下行速率達到20Gbps, 小區(qū)大可支持1000萬+連接數(shù)。由此可見, 移動通信網(wǎng)絡中僅有5G網(wǎng)絡可滿足閉環(huán)控制對網(wǎng)絡的要求。