智能制造无线网络解决方案 基于5g终端设备cpe的通信应用

发布时间: 2024-09-18 11:31:12
导读:智能制造正迎来新的发展机遇。高速、低延迟、大连接的5G网络为工厂内部的设备互联、数据采集和远程控制提供了强有力的支撑。本文将以某大型汽车制造厂的智能化改造项目为例,详细介绍基于SR820小体积5G CPE的智能制造无线网络解决方案。


image.png


一、项目背景

某知名汽车制造商为提升生产效率和产品质量,决定对其主要生产线进行智能化改造。改造内容包括:

实现生产设备的实时监控和远程控制

部署AGV(自动导引运输车)系统,优化物料配送

引入协作机器人,提高装配精度和效率

建立数字孪生系统,实现生产全流程可视化

考虑到工厂内复杂的电磁环境、多样化的终端设备以及对网络稳定性和实时性的高要求,项目组最终选择了基于5G技术的无线网络方案,并采用SR820小体积5G CPE作为核心网络设备。




二、系统架构



整个智能制造系统采用三层架构设计:边缘层、网络层和云平台。

边缘层

边缘层主要由各类生产设备和智能终端组成,包括:

CNC机床、注塑机等生产设备

AGV自动导引运输车

协作机器人

各类传感器(温度、湿度、振动等)

工业相机

工业平板电脑(用于移动操作和监控)

这些设备通过有线或无线方式与SR820 5G CPE相连,实现数据的采集和传输。

网络层

网络层以SR820 5G CPE为核心,构建了一个高速、稳定、安全的5G专网。SR820的主要特点包括:

支持5G NR高速网络,满足大带宽、低延迟的应用需求

支持多DNN网络切片功能,为不同应用提供差异化的SLA保障

具备4个千兆以太网端口,方便与现有网络设备对接

支持2.4G/5.8G双频Wi-Fi,理论最高速率可达866.7Mbps(可选配Wi-Fi 6,速率可达1774Mbps)

全工业化设计,适应制造环境的严苛要求

支持SNMP和远程集中管理,便于运维

云平台

云平台部署在工厂的数据中心,主要包括以下模块:

生产执行系统(MES)

设备管理系统(EMS)

AGV调度系统

机器人控制系统

数字孪生系统

大数据分析平台

三、SR820 5G CPE部署方案

网络规划

根据工厂的布局和业务需求,项目组制定了详细的网络规划:

在每个生产单元部署1-2台SR820,覆盖生产设备、AGV运行区域

在装配线每隔50米部署1台SR820,确保协作机器人的稳定连接

在仓储区域部署多台SR820,支持AGV和智能仓储系统

在质检区域部署高密度SR820,支持工业相机和检测设备的高带宽需求

安装部署

SR820采用小体积设计(1359855.5mm),安装灵活方便。在本项目中,主要采用以下安装方式:

导轨安装:在配电箱或控制柜内,将SR820安装在标准DIN导轨上

壁挂安装:在车间墙面或立柱上,采用壁挂式安装

桌面安装:在办公区或控制室,采用桌面平放方式

安装时需注意以下几点:

确保安装位置的散热条件良好,工作温度保持在-35~+75℃范围内

天线安装位置要避开金属屏蔽,确保信号覆盖效果

利用SR820的双电源冗余备份功能,提高系统可靠性

考虑防尘防水需求,SR820的IP30防护等级适合大多数工厂环境

网络配置

SR820支持Web、SSH、Telnet等多种配置方式。在本项目中,主要采用Web配置和远程集中管理相结合的方式:

基础配置:通过Web界面完成基础网络配置,包括APN设置、IP地址分配、DHCP服务等

安全配置:启用防火墙功能,设置访问控制列表(ACL),配置IPsec等安全特性

QoS配置:根据不同业务类型,设置相应的带宽限制和优先级策略

网络切片配置:为AGV控制、机器人通信等关键业务配置独立的网络切片,确保服务质量

Wi-Fi配置:根据需求配置2.4G/5.8G双频Wi-Fi,满足不同终端的接入需求

远程管理:启用SNMP功能,接入星创"星云"平台,实现设备的远程监控和管理

应用集成

SR820集成了DTU功能,支持多种工业协议,便于与现有系统集成:

通过Modbus RTU转Modbus TCP功能,实现传统PLC与MES系统的无缝对接

利用MQTT协议,将传感器数据直接上传至云平台

通过TCP透明传输模式,支持AGV和机器人的专有通信协议安全保障

napkin-selection.png

SR820提供了全面的安全保护措施:

硬件层面:以太网接口内置1.5KV电磁隔离保护,串口和SIM卡槽内置15KV ESD保护

网络层面:支持SPI防火墙,DoS攻击防护,ACL访问控制等

数据传输:支持IPsec、L2TP、PPTP、等多种协议

身份认证:支持CHAP/PAP认证,确保只有授权设备可以接入网络

运行维护

为确保系统的稳定运行,项目组制定了详细的运维方案:

日常监控:利用"星云"平台,实时监控SR820的运行状态、流量、信号质量等指标

远程维护:通过SSH或Web界面进行远程配置和故障诊断

固件升级:支持FOTA(Firmware Over-The-Air)功能,实现批量远程升级

日志管理:配置远程日志服务器,集中存储和分析设备日志

备份恢复:定期备份SR820的配置数据,必要时可快速恢复

四、应用效果

该智能制造无线网络解决方案实施后,取得了显著的效果:

网络性能大幅提升:5G网络的高带宽、低延迟特性,为各类应用提供了强有力支撑。测试显示,关键业务的端到端延迟降低到5ms以内,满足了实时控制的需求。

设备互联更加灵活:SR820的多接口设计和Wi-Fi功能,实现了工厂内各类设备的无缝连接。特别是对于AGV和移动机器人,5G网络提供了全厂范围的无缝覆盖,大大提高了其灵活性和效率。

数据采集更加全面:借助SR820的高速网络和协议转换能力,实现了对生产线上所有关键设备的实时数据采集。数据采集频率从原来的分钟级提升到秒级,为生产优化和质量控制提供了有力支撑。

远程控制更加可靠:通过SR820构建的安全通道,工程师可以随时随地对生产设备进行远程监控和调试,大大提高了问题响应速度和解决效率。

系统集成更加便捷:SR820的多协议支持和DTU功能,简化了新旧系统的集成难度。例如,通过Modbus协议转换,老旧的PLC设备可以直接与新的MES系统对接,避免了大规模设备更换。

网络安全性显著增强:多重安全机制的部署,有效保护了生产数据的安全。

运维效率大幅提高:远程集中管理平台的使用,大大降低了网络维护的工作量。系统故障的平均处理时间从原来的4小时缩短到30分钟以内。

生产效率显著提升:得益于稳定可靠的网络基础设施,智能制造系统的各个模块得以充分发挥作用。统计显示,该工厂的生产效率提升了20%,产品不良率下降了15%,能源消耗降低了10%。



相关推荐 查看更多》

场景案例 查看更多》

4G路由器方案实践分享:工业级网络覆盖方案

各位好,我是星创易联的林工。今天想跟大家分享一个我们最近完成的工业园区网络覆盖项目的实践经验。这个项目让我深刻体会到,在工业现场,网络方案的可靠性和稳定性有多重要。事情是这样的,上个月有一个智能制造园区的客户找到我,他们面临着一个棘手的问题:园区内有超过50台数控机床需要联网监控,但是由于厂房布局分散,传统有线网络布线既费时又费力,而且维护成本高。

远程水质监测系统方案,实现水质的24小时在线监测

在偏远山区,分布着大大小小数百个水库,它们为周边居民提供着宝贵的饮用水源。然而,由于地处偏僻,水库水质的实时监测一直是个难题。传统的人工巡检模式,不仅耗时耗力,还难以做到全天候无死角的监控。

5g工业级路由器使用案例:智慧城市交通管理系统升级项目

这个成功案例为其他城市提供了宝贵的经验。在智慧城市时代,选择合适的网络基础设施至关重要。SR800-02这样的高性能工业级路由器,能够有效支撑城市的数字化转型,助力城市向更智能、更宜居的方向发展。

领取样机
在线咨询
产品PK
选购攻略

微信扫一扫

微信联系
返回顶部