智能制造行业的无线应用

             

     在工业生产中,无线终端被广泛应用和快速普及,极大的提高了生产效率, 无线终端接入成为构成工业4.0的基石。在实现无线终端接入的过程中, 企业生产环境的无线网络稳定可靠连接面临着极大的困扰和挑战, 尤其在生产车间存在大量移动无线终端(PDA/PAD/AGV等) 和固定无线终端(MES/CNC/PLC等)联网的场景下,无线设备工业可靠性差、 无线漫游差、丢包率高、延时高等问题,长期困扰着工业企业用户。
我们结合企业在新建、改造过程中固定和移动终端/机器的网络需求, 提供生产不中断、数采可实时、可靠的超级WiFi 企业生产无线解决方案, 为企业提供端到端的完整服务,从而满足期望效果。

一、车间的无线覆盖

一、车间无线的应用场景和挑战
1、手持机PDA 等条码扫描 ;叉车车载电脑等WMS终端;
PDA扫码贯穿了生产管理的始终,包括订单的信息管理、生产流程的数据更新和环节交替,以及最终产品的出厂信息记录。市面上国内\外品牌繁多、不同的PDA、工业平板等移动终端其信号强度、上联入网性能等情况不一,有些信号低时终端甚至不漫游。
2、AGV无线数据传输;
AGV是智能工厂、智能车间的重要组成部分,代替人工进行装载、搬运、卸载等工作,实现车间物流的自动化。AGV也高度依赖无线网络实现调度管理,若丢包率较高,尤其是连续丢包,则很有可能导致AGV行驶减速或停止,甚至发生碰撞事故,严重影响配送及生产节拍。

二、车间无线的要求
1、遮挡环境 不离线:不因高货架等场地复杂环境影响信号强度,移动终端可实时在线。
2、信号覆盖 无死角:无线信号覆盖无盲区,信号稳定覆盖业务区,移动终端保持实时、稳定的高质量在线作业
3、高速移动 无中断:移动漫游过程中,数据实时在线、不中断,不出现漫游粘滞的问题。

三、部署传统无线AP的痛点
   传统的解决方案:单台AP覆盖半径小,只有15-20米,实现整个车间需要部署很多AP。
1、投资成本高:,以及由于AP众多带来的各种布线管道和人工安装成本。
2、建设周期长:AP及线缆位于车间横梁上,布线难度大,施工周期长,特别是原有车间改造。
3、用户体验差:车间中 AP太多,通信干扰严重,无线终端频繁漫游切换,造成业务应用的卡顿。
4、后期维护成本高:AP众多,后期维护压力大。

四、部署超级WIFI AP的特点
   超级WiFi AP的解决方案:单台超级WiFi AP就可以实现5000平米车间双频无线覆盖,部署少量的超级WiFi AP及可以实现整个车间的全覆盖,下图是某厂冗余覆盖图



1、投资少:AP数量少,回程网络少,施工布线更简单,人工成本更低。
2、建设周期短:单台超级WiFI AP 在几个小时内就可以完成安装,墙面安装,无需登高至楼顶横梁作业,AP位置选择多,布线简单灵活,适合于任何原有车间的改造。
3、用户体验好: AP少,大大降低了相互间的干扰。无线终端切换频率少,业务应用不中断。
4、后期维护方便:只有少量AP,结构简单,故障点少。



二、CNC数控机床无线互联


     近年来,智能制造中CNC数控机床的数据采集系统的发展趋势是简化终端结构,在CNC数据采集设备与主机之间采用无线通信,以代替复杂、不灵活的现场布线。
车间无线互联面临的挑战:
1、CNC机床本身设计为有线网口接入,通过普通无线网卡改造后,使用效果很难保障;工厂设备改造不可大范围影响生产;对网络稳定性要求高。
2、工厂环境繁杂,无线网络干扰大
3、单点故障难保障,单台AP出现故障,出现覆盖盲区,生产设备掉线,生产业务受到影响
4、工业设备数据传输对无线网络稳定性、实时性要求极高,传统方案无法满足。
我们的无线机联网方案通过智能化工业网关设备,采集各类机器设备的数据,通过工业无线通信技术,完成数据采集回传,保障无线传输低时延、“零”丢包。专为工厂设备设计的工业网关,即插即用,快速上线不影响生产,适配性高。




    eCloud的无线方案的优势:
1、高兼容性:支持CNC、PLC、FCS、DCS、RS232、PROFINET等工业协议,支持与各种工业设备对接支持
2、高性能:内置先进的干扰抑制套件,能够大大减少设备在恶劣 和噪杂的工业环境中的无线干扰
3、高可靠性:工业级耐用度:其宽广的工作温度范围和健壮的浪涌、ESD 和振动保 护设计,使用得工业无线网关 能在恶劣的环境条件下提供最 高的可靠性。
4、大覆盖:与超级 WiFi AP 配合,工业无线网关 能够提供十倍于其它传统 WiFi 解决方案的覆盖距离。

三、AGV 的无线通信(适用于AGV厂商)

   
   随着科技的进步和人力成本的上升,无人作业已成为趋势。越来越多的制造业开规划“无人工厂”。 “无人工厂”实质上是工业制造智能化、高端化的一个缩影,而替代人工完成包括物件运输、分拣等环节的AGV机器人成为工厂无人化的基础。
车间工业环境复杂,大型电机干扰、粉尘、高温都要求无线传输具备高可靠性,一旦搬运设备掉线停止运行,将导致产线停滞;大型车间,穿梭车、搬运机器人快速在车间、厂区中移动,在多个无线基站之间来回切换,切换过程需极速漫游切换
AGV对无线客户端的要求
1、为AGV提供可靠的漫游服务
2、屏蔽车载电机产生的浪涌电流干扰
3、承受移动时产生的频繁振动
4、保证在苛刻的多干扰环境下正常工作。
5、设计紧凑,具有多种设备连接的端口。
6、高兼容性,能够接入现场的第三方AP,并保证无线通信效果。

   针对上述痛点,我们为AGV厂商提供双频的WiFi5的工业无线网关-VX200。VX200 是一款工业级 CPE/AP 设备,专门设计用于向用户提供无与伦比的 Wi-Fi 体验和高可靠无线连接性能。VX200 具备快速漫游技术、可以实现在几十毫秒的切换。支持工业通讯标准,例如 PROFINET 。内置先进的干扰抑制功能组件,能够显著减少严 苛且噪声混杂工业环境的无线干扰。 由于其宽广的工作温度范围和健壮的浪涌、ESD 和振动保护设计,VX200 能在最严苛的环境条件下提供最高的可靠性,非常适合安装在 AGV 或工厂、物流中心及货仓等 AS/RS 平台。



关键特性:
1、双频双模:VX200 可同时工作在 2.4G 和 5GHz 频段,向后兼容既有的 802.11a/b/g/n/ac 设备
2、Wave 2 MU-MIMO: MU-MIMO 技术能够显著提升多客户端接入体验,5GHz 频段接入速率可达867Mbps
3、快速漫游:VX200 可在 AP 间无缝漫游, 在WAP2 加密模式下的漫游切换时间小于 80 毫秒
4、 结构紧凑:VX200 的外形尺寸仅为 120*85*32mm, 为市面上结构尺寸最小的工业 CPE 之一
5、内置减振功能 :增强的振动和冲击保护设计( 达到IEC60068-2-6 和 IEC60068-2-27 标准)
6、 工业级耐用度: 集电源隔离、增强防浪涌和 ESD 保护等设计于一身,能够有效应对周边环境的变化
7、工业级防腐蚀外壳 :设备外壳采用了工业级防腐蚀材料,使得设备可靠、耐用


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