在过去几年中,自动化物料输送和物流应用领域的经验表明,对于忙碌且设备繁多的工厂而言,可靠的无线通信是必不可少的。在疫情期间,几乎所有类型的消费品的需求都很高。与此同时,“亚马逊效应”意味着大多数消费者希望在结账后尽快收到商品。这些因素导致商品必须尽快通过物料输送和物流设施,而可靠的连接性是许多公司确保这一快速流转的方式。
在这些情况下,由于随着更多设备(如自动导引车 (AGV))的增加,网络可以轻松扩展,因此无线连接的采用率有所提高。无线技术还可以为自动存储和检索系统以及输送系统等物流支柱提供可靠的通信。
5G 选项
5G 目前已经成为一个热门话题,但其在设施中的应用前景却很复杂。要探讨 5G 与工业应用的关系,必须考虑两个独立因素——技术和实际应用。
5G 的特性令人期待且引人入胜——这就是为什么几年前它的营销如此受欢迎的原因。然而,5G 的采用却是另一回事。5G 功能基本上分为三个阶段:
- 大规模移动公共通信,随着用户根据其地理位置从 4G 升级,我们已经看到智能手机的速度变得更快
- 大规模机器型公共/私人通信
- 超可靠低延迟私人通信
最后列出的两个阶段是自动化物料输送和物流设施感兴趣的阶段,这些设施需要低延迟,尤其是涉及 CIP Safety 协议或移动设备的应用。我们看到的现实是,这些类型的应用所需的连接设备很少,而且成本更高——通常比 4G 工业应用中使用的设备贵 5 × 到 10 × 。根据当前的市场预测,芯片的稀缺性和成本可能会持续一段时间,预计到 2023 年底或 2024 年初,供应会增加,芯片成本会降低。
Wi-Fi 6 作为强大的升级产品出现
因此,5G 目前还不是工业应用中经济实用且相对易于获取的选择。然而,Wi-Fi 仍然是自动化物料输送应用的可靠通信途径,其最新版本 Wi-Fi 6 在工业应用中具有优势。Wi-Fi 6 芯片的价格与 Wi-Fi 5 设备所用芯片的价格相当,供应问题也不像 5G 芯片那样严重。
Wi-Fi 6E 新增了 6GHz 频段,支持多达 60 个频道,这是 Wi-Fi 的一次重大升级。目前,2GHz 频段中只有 3 个频道适合关键任务通信,5GHz 频段中 25 个频道中只有 9 个适合关键任务通信。这对于物料输送应用来说是一个重大优势,因为它将通信数据量的容量提高了 5 × 。
过去,Wi-Fi 有时被视为弱势技术,有些人认为它更适合家庭互联网,而不是作为一种强大的网络技术。事实上,Wi-Fi 经过验证,可靠性高,可以支持各种工业应用。
在设置和管理方面,Wi-Fi 目前是 5G 的绝佳替代方案。
其中一个因素是外部支持的可用性。由于无线技术是一种共享介质(与其有线替代方案的 1 / 1 连接不同),大多数设施都必须对其无线应用进行微调。市场上有各种各样的 Wi-Fi 连接方式,以及大量的无线支持,例如 Rockwell Automation 网络和安全服务。客户会发现,在 5G 甚至 4G 方面,支持生态系统是有限的。
另一个需要考虑的方面是频率访问。Wi-Fi 依赖于全球可用的公共频率,基本准则包括不占用频率访问和不干扰已在使用的频道。相反,5G 大多使用许可频率,这取决于国家,但提供更多控制。例如,您可以优先考虑设施的安全性,然后是中等优先级的应用,依此类推。但是,这个选项可能需要更高的支持需求。
我倾向于这样比较两者:Wi-Fi 相对便宜,但保持公平(同时保持可靠性);而 5G 就像一个专属俱乐部——它很昂贵,但您可以收听自己的私人频道。
这两种选择都能提供自动化物料输送应用所需的可靠无线连接。虽然 5G 对未来应用充满希望,但连接设备的稀缺性和高成本使得 Wi-Fi 6 成为当前和未来工业无线连接的绝佳选择。