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控制、航空飛船對接控制等姿態控制等工業應用。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, 當倒立擺運行在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行, 倒立擺起擺到穩態的時間過長, 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行, 起擺到穩態只用4秒。通過對比, 可以看到5G低時延網絡在自動控制的巨大價值, 網絡端到端時延從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, 核心是閉環控制系統。在該系統的控制周期內每個傳感器進行連續測量, 測量數據傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程周期低至ms級別, 所以系統通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現控制, 同時對可靠性也有*的要求。如果在生產過程中由于時延過長, 或者控制信息在數據傳送時發生錯誤可能導致生產停機, 會造成巨大的財務損失。

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