Entwodiksyon
Kontwòl endistriyèl se yon eleman debaz nan pwodiksyon endistriyèl. Kontwolè lojik pwogramasyon (PLC) sèvi kòm aparèy kle nan kontwòl automatisation endistriyèl, lajman aplike nan divès sektè nan ekonomi nasyonal la ki gen ladan endistri, transpò, ak sèvis minisipal yo. PLC yo se aparèy kontwòl endistriyèl devlope pa entegre mikwo-elektwonik, teknoloji òdinatè, kontwòl otomatik, ak teknoloji kominikasyon nan kontwolè sekans. Objektif yo se ranplase relè, egzekite lojik, distribisyon, konte, ak lòt fonksyon kontwòl sekans, kidonk etabli sistèm kontwòl pwogramasyon fleksib [1]. Lojisyèl tradisyonèl kontwòl endistriyèl PLC se byen makonnen ak pyès ki nan konpitè, ak pwodwi etranje domine pati nan mache a, prezante pwoblèm tankou gwo depans ak évolutivité ensifizan.
1. Tandans evolisyonè nan sistèm kontwòl endistriyèl
Pandan syans kontwòl konvèje ak disiplin informatique, enfòmasyon, ak kominikasyon, teyori kontwòl evolye soti nan kontwòl fidbak klasik ak kontwòl modèn nan direksyon done-kondwi kontwòl entèlijan. Sistèm kontwòl yo pwogrese soti nan yon sèl -kontwòl pwen ak kontwòl rezo nan distribiye nwaj-kontwòl ki baze sou. Atravè entegrasyon inovatè Teknoloji Enfòmasyon ak Kominikasyon (ICT) ak Teknoloji Operasyonèl (OT), sistèm tradisyonèl kontwòl endistriyèl yo piti piti evolye nan nouvo sistèm kontwòl endistriyèl. Nouvo sistèm sa yo prezante entèkoneksyon, évolutivité, ak done-kondwi desizyon-, ki manifeste nan de gwo tandans:
(1) Tranzisyon soti nan Achitekti Kontwòl Espesyalize Fèmen, Izole a Achitekti Kontwòl Objektif Jeneral dekouplè ak ouvri-
Avèk aparisyon ak avansman teknoloji tankou 5G ak edge computing, achitekti tradisyonèl kontwòl endistriyèl senk-kouch ISA-95 la ap deplase nan direksyon yon estrikti twa {-kouch "fen-bò-nwaj". Pami sa yo, evolisyon kouch kontwòl PLC la vin tounen yon pwen fokal atravè endistri an. Teknolojikman, travay kontwòl endistriyèl yo ap imigre soti nan aparèy espesyalize entegre yo ale nan aparèy nwaj-bwòp jeneral-ki gen kapasite tretman done an tan reyèl-. Fonksyoneman, travay tan reyèl-tankou kontwòl lojik yo de pli zan pli santralize nan kwen an oswa nan nwaj, pandan y ap travay di tan reyèl-tankou kontwòl mouvman yo rete egzekite sou aparèy ki sou teren yo.
(2) Tranzisyon soti nan pwosesis yon sèl-tach pou ale nan kolaborasyon plizyè -tach distribiye
PLC tradisyonèl yo anplwaye pwosesis sekans pou travay yo. Sepandan, elaji echèl kontwòl ogmante volim travay ak divèsite, elaji diferans priyorite ant travay, ak ogmante kondisyon kolaborasyon. Patikilyèman ak entwodiksyon gwo done ak teknoloji entèlijans atifisyèl, kolaborasyon efikas ant travay kontwòl tradisyonèl yo ak travay IT ki baze sou done-nesesite yon chanjman soti nan pwosesis yon sèl-nœuds nan pwosesis kolaborasyon milti-nœuds nan sistèm kontwòl tradisyonèl yo.
2.5G Cloud-Chemen Devlopman Teknik PLC ki baze sou
Te kondwi pa avansman ICT-patikilyèman teknoloji rezo tankou 5G-nwaj 5G-PLC ki baze sou yo te parèt kòm yon solisyon kle nan limit PLC tradisyonèl yo. Dapre kote deplwaman travay kontwòl PLC yo, PLC aktyèl 5G ki baze sou nwaj yo swiv twa chemen devlopman teknik prensipal yo:
(1) PLC ki baze nan-nwaj-nivo jaden: Travay kontwòl yo deplwaye sou pòtay endistriyèl, apwopriye pou senaryo kontwòl mwayen--wo-vitès nan nivo jaden an. Li sipòte sik kontwòl endistriyèl nan 1-5 ms ak pi wo a, ofri segondè fyab, epi li gen pri deplwaman ki ba.
(2) PLC ki baze sou Edge-nwaj-nivo: Travay kontwòl yo deplwaye sou inite tretman bann baz andedan kay la (BBU), fonksyon avyon itilizatè (UPF), oswa milti-tribin aksè edge computing (MEC). Apwopriye pou senaryo kontwòl santralize atelye oswa faktori-nivo ak vitès mwayen-a-ba, sipòte sik kontwòl endistriyèl 20 ms ak pi wo ak pri deplwaman ki ba.
(3) PLC ki baze sou gwo -nwaj-: Travay kontwòl yo deplwaye sou sèvè nwaj santral, apwopriye pou senaryo kontwòl kolaborasyon vitès ba- nan nivo faktori. Amelyore ak fib optik ak teknoloji rezo detèminist, latansi fen-a-yo ka redwi a 5 ms, men pri deplwaman yo pi wo.
Teknoloji PLC ki baze sou 5G nwaj-aktyèl la ap fè fas ak defi tankou achitekti enkonsistan, mank de sipò kolaborasyon limit-, ak enkapasite pou òganize aplikasyon PLC yo. Patikilyèman, rezo 5G k ap sèvi kontwòl endistriyèl rankontre reta, jitte, ak pwoblèm fyab. Pou adrese sa yo, papye sa a pwopoze yon achitekti teknik PLC virtualize 5G. Atravè kolaborasyon "fen-bò{-nwaj", li reyalize twa inifikasyon: anviwònman inifye ègzekutabl, orè deplwaman inifye, ak pòtal devlopman ak operasyon inifye.
3. Achitekti teknik nan 5G Virtualized PLC
3.1 Karakteristik tipik nan Virtualized PLC
Teknoloji Virtualization se yon teknik jesyon resous ki kreye yon kouch abstraksyon sou pyès ki nan konpitè òdinatè lè l sèvi avèk lojisyèl. Sa a divize resous pyès ki nan konpitè yon sèl òdinatè nan plizyè machin vityèl, amelyore efikasite itilizasyon resous ak sekirite. Lajman adopte nan cloud computing, teknoloji Virtualization kontinye evolye ak matirite, elaji aplikasyon li nan divès domèn ak achitekti pyès ki nan konpitè.
Virtualization PLC (vPLC) kreye yon anviwònman exécution virtualize, dekouplement travay kontwòl PLC de pyès ki nan konpitè fizik. Sa a pèmèt deplwaman travay PLC atravè divès aparèy eleman rezo. vPLC montre twa karakteristik kle:
(1) Lojisyèl PLC-Dekouplage Materyèl:PLC tradisyonèl yo anplwaye pyès ki nan konpitè entegre ak sistèm operasyon an tan reyèl-ak kouple lojisyèl sere-materyèl. vPLC entwodui yon anviwònman PLC ekzekisyon ki okipe chajman travay, ekzekisyon, ak orè, kidonk dekouple travay PLC ak sistèm operasyon an tan reyèl-.
(2) Egzekisyon Virtual PLC:Teknoloji Virtualization pèmèt deplwaman ak operasyon sistèm operasyon etewojèn sou kenkayri jeneral-. Anviwònman ègzekutabl PLC la kouri sou yon sistèm operasyon vityèl, dekoupman travay PLC ak pyès ki nan konpitè kache.
(3) Òkestrasyon ak Orè PLC:Nan nwayo li yo, vPLC fonksyone kòm yon sèvis lojisyèl PLC. Li ka òkestre ak deplwaye nan sistèm "kwen-nwaj" ak pwograme dinamik pandan ègzekutabl, ofri fleksibilite ak évolutivité ansibleman diferan de PLC tradisyonèl yo.
Konpare ak PLC tradisyonèl yo, vPLC amelyore fleksibilite ak évolutivité sistèm, diminye ekipman ak depans operasyonèl, epi anpil fasilite amelyorasyon liy pwodiksyon ak redesign.
3.2 Virtualize PLC bay yon fondasyon teknik inifye pou sistèm kontwòl endistriyèl 5G
Santre sou vPLC, sistèm kontwòl endistriyèl 5G la vize bay yon achitekti Kontwòl -kòm-a-Sèvis (CaaS) ouvè. Fonksyon kontwòl PLC yo ka deplwaye toupatou epi yo ka reyitilize yon fason fleksib, sa ki pèmèt kontwòl aparèy ploge -ak-play atravè rezo etewojèn. Achitekti sistèm nan fèt ozalantou konsèp kolaborasyon "fen-bòt-nwaj la, ki gen ladan kouch operasyonèl, sèvis ak devlopman.
(1) Kouch Egzekisyon: Ki baze sou teknoloji virtualizasyon an tan reyèl-, li bay yon anviwònman egzekisyon tan reyèl-inifye pou vPLC sou pyès ki nan konpitè-bi jeneral. Virtualizasyon sipòte deplwaman melanje sistèm operasyon an tan reyèl-an tan reyèl ak an tan reyèl-, sa ki pèmèt echèl dinamik vPLC.
(2) Kouch Sèvis: Responsab pou deplwaye vPLC atravè diferan nœuds fizik pandan y ap jere sik lavi yo, reyalize deplwaman inifye ak orè sèvis kontwòl endistriyèl PLC.
(3) Kouch Devlopman: Bay anviwònman devlopman aplikasyon PLC, konpilasyon, ak zouti debogaj, ofri yon pòtal devlopman ak operasyon inifye pou sistèm kontwòl endistriyèl 5G.
Sistèm kontwòl endistriyèl 5G a gen plizyè avantaj teknik. Premyèman, li bay yon achitekti inifye pou twa teknoloji PLC ki baze sou nwaj-. Sou yon bò, li sipòte migrasyon sant kontwòl soti nan jaden an nan kwen an oswa nwaj santral, libere kontwòl PLC soti nan kontrent enpoze pa anviwònman jaden ak pèmèt deplwaman santralize. Nan lòt men an, vPLC bò-bò latans yo asire ke ba-kontwòl aparèy jaden yo, sipòte divès kalite aplikasyon an tan reyèl-reyèl-, ki gen ladan kontwòl mouvman. Dezyèmman, deplwaye vPLC atravè divès eleman rezo 5G bay kapasite entegre "koneksyon + pouvwa informatique + fonksyonalite PLC" pou kontwòl endistriyèl. Sa a kreye yon nouvo, aplati sistèm kontwòl endistriyèl, kraze monopoli nan ekosistèm tradisyonèl kontwòl endistriyèl. Twazyèmman, swe yon achitekti inivèsèl lojisyèl / pyès ki nan konpitè diminye depans kontwòl endistriyèl yo, akselere spirasyon nan "lojisyèl-defini endistri."
4 Teknoloji kle nan 5G Virtualized PLC
4.1 Virtualization -tan reyèl
Travay PLC kouri kòm pwosesis sistèm opere nan sik dapre sik kontwòl endistriyèl. Chak sik dwe asire pwosesis PLC a resevwa entrain ekstèn epi li jwenn tan pwosesis CPU. Kapasite tan reyèl-nan sistèm operasyon an enpòtan anpil pou bay sèvis kontwòl PLC serye. Teknoloji virtualizasyon an tan reyèl-pèmèt ko{-deplwaman an tan reyèl-an tan reyèl ak travay ki pa-an tan reyèl-enfòmatik sou pyès ki nan konpitè-bi jeneral atravè virtualizasyon lojisyèl/matènèl. Li sipòte konsolidasyon travay enfòmatik ki soti nan plizyè aparèy entegre sou yon sèl aparèy jeneral-. Pandan ke li asire pèfòmans nan tan reyèl-, teknoloji sa a pwofite gwo adaptabilite pyès ki nan konpitè sistèm operasyon inivèsèl la ak kapasite aplikasyon rich. Li ofri avantaj tankou pri redwi aparèy, gwosè, ak konsomasyon pouvwa, pandan y ap reyalize konpatibilite atravè ekosistèm aparèy eterojèn.
Kounye a, endistri a anplwaye divès teknik Virtualization, prensipalman kategori kòm patisyon pyès ki nan konpitè, Virtualization konplè, paravirtualization, ak Virtualization sistèm opere. Pami sa yo, twa apwòch sa yo ki pi apwopriye pou adaptasyon virtualizasyon an tan reyèl-:
(1) Patisyon Materyèl:Divize resous pyès ki nan konpitè ki kache nan patisyon endepandan, chak kouri pwòp sistèm opere pa yo. Patisyon pyès ki nan konpitè ofri pèfòmans ekselan nan tan reyèl-, ki apwoche nivo metal-, men li pa gen kapasite pou pataje resous yo, li pa gen anpil kapasite pou yo itilize, epi li pa sèvi ak resous yo. Miyò, I/O periferik mande pou pre-patisyone epi yo pa ka itilize ankò, sa ki ogmante konpleksite teknik.
(2) Kontenè Linux an tan reyèl-:Modifye Linux soti nan yon sistèm tan-pataj nan yon sistèm tan reyèl lè l sèvi avèk metòd tankou Preemption Patch oswa Xenomai. Answit, pwofite virtualizasyon veso ki lejè pou izòlman resous yo, pou kreye yon anviwonman tan reyèl -nan tan reyèl pou PLC yo. Apwòch sa a konplètman itilize ekosistèm lojisyèl ak pyès ki nan konpitè ki gen matirite Linux, diminye depans pòtaj lojisyèl PLC yo. Byenke resipyan yo gen yon ti depans fonksyònman, pèfòmans reyèl -tan reyèl-sèyman an tan reyèl-dedye a sistèm operasyon (RTOS) dedye a du Kernel Linux, ki mennen ale nan titèt ak pwoblèm nan senaryo tankou kontwòl mouvman servo.
(3) Virtualization Microkernel:Deplwaye RTOS ak sistèm operasyon jeneral -objektif (GPOS) nan yon konfigirasyon ibrid lè l sèvi avèk yon mikrokernel kòm yon ipèvizè Tip-1. Microkernels ofri fonksyonalite senplifye, pi ba anlè, ak sekirite amelyore konpare ak nwayo monolitik, sa ki pèmèt tou de Virtualization kenkayri ak pèfòmans segondè an tan reyèl. Teknoloji sa a ap devlope aktivman nan sektè endistriyèl, enfotenm otomobil ak robotik, menm si defi yo enkli yon ekosistèm teknik ki pa gen matirite ak adaptasyon pyès ki nan konpitè konplèks.
Sistèm kontwòl endistriyèl 5G yo ka chwazi diferan apwòch virtualizasyon an tan reyèl ki baze sou eleman rezo ak senaryo aplikasyon yo. Pou vPLC ki baze sou kwen ak nwaj-, teknoloji kontenè Linux an tan reyèl-se chwa pi pito. Sou yon bò, modifikasyon an tan reyèl-Linux gen yon ti depans anlè epi fasilite deplwaman fasil. Nan lòt men an, orè orchestrasyon veso ak teknoloji backup redondance yo gen matirite, poze risk ki ba. Lè nou konsidere gwo-tan reyèl egzijans vPLC edge-side ak bezwen pou kolaborasyon edge-side, edge-side vPLC ta dwe priyorite kontenè Linux tan reyèl-oswa solisyon virtualizasyon mikrokernel.
4.2 5G Rezo Detèminist
5G industrial control systems impose two primary requirements on network connectivity. First is ultra-low latency air interface capability. In scenarios like industrial motion control, inter-controller communication, and high-speed logic control, short control cycles (1–5 ms) and stringent reliability requirements (>99.9999%) mande pèfòmans koòdone lè san fil segondè pou transmisyon done atravè kouch vètikal ak sistèm orizontal. Dezyèmman, transmisyon done detèminist nan anviwònman rezo etewojèn. Ensètitid nan latansi rezo-pwovoke se yon faktè enpòtan ki afekte estabilite sistèm kontwòl. Modélisation sistèm so lineyè-rezo ki deja egziste a ka konpanse reta enstab o aza men li toujou ap lite pou satisfè egzijans pèfòmans kontwòl tan reyèl-.
Yon rezo detèminist bay itilizatè yo garanti bon jan kalite sèvis (QoS), ki gen chanjman fleksib ant sèvis detèminist ak sèvis ki pa{0}}detèminis ak kontwòl otonòm sou nivo QoS. Teknoloji rezo detèministik tipik yo montre nan Tablo 1. An jeneral, rezo detèminist reprezante chemen prensipal pou reyalize sistèm kontwòl endistriyèl 5G. 5G Deterministic Networking (5GDN) anplwaye senkronizasyon revèy segondè-presizyon, fòm trafik, ak teknik rezèvasyon resous anplis 5G tranche rezo a, bay lajè detèminist, bay lajè detèminist. 99.9999% koneksyon fyab. Sa kreye yon rezo san fil previzib, ki ka planifye, ki verifye ak kapasite detèminist, ki ofri yon eksperyans sèvis "diferansye + detèminist" [5]. Lè yo entegre ak rezo jaden yo ak teknoloji enfòmatik kwen, 5G Deterministic Networking pèmèt fen-pou -fen kontwòl detèminan.
4.3 "Fen-Edge-Nwaj" kolaborasyon òkestrasyon
Atravè virtualizasyon -tan reyèl, aparèy pyès ki nan konpitè PLC tradisyonèl yo transfòme an sèvis lojisyèl PLC ki dekouple-. Nan achitekti fen nwaj 5G-bòt-, li nesesè deplwaman fleksib sèvis lojisyèl PLC, sa ki nesesè pou yon orchestrasyon vPLC inifye ak orè platfòm.
Òkestrasyon ak orè vPLC sipòte deplwaye vPLC kòm resipyan oswa machin vityèl sou eleman rezo tankou pòtay endistriyèl 5G, estasyon baz endistriyèl 5G, UPF endistriyèl 5G, ak MEC. Metòd orchestration gen ladan de kalite: entèrkonèksyon ant chips informatique ak I/O chips (Controller to IO, C2IO) ak interconnexion ant informatique chips (Controller to Controller, C2C). C2IO refere a kominikasyon PLC-a-IO, ki anglobe tou de senaryo PLC mèt-a-IO ak PLC esklav{-a-IO. C2C la vle di PLC-a-kominikasyon PLC, prensipalman ki enplike kontwòl mèt PLC sou PLC esklav yo. Nan senaryo tipik, nwaj la gen tout pouvwa a sistèm kontwòl pwodiksyon, lojisyèl endistriyèl, ak sistèm jesyon enfòmasyon antrepriz. Kwen an prensipalman deplwaye PLC mèt responsab pou entèfas ak sistèm nwaj yo. PLC mèt sa yo jenere kòmandman kontwòl C2C epi distribye yo bay PLC esklav ki deplwaye nan kwen an. Edge-PLCs esklav bò prensipalman okipe kominikasyon C2IO, resevwa kòmandman kontwòl nan men PLC mèt kwen an pou jere jaden-I/O aparèy yo.
Kontrèman ak sistèm orchestrasyon tankou Kubernetes oswa Kubevirt, vPLC mande gwo pèfòmans ak fyab nan tan reyèl-. Estanda veso oswa vityèl machin orchestration lit pou satisfè egzijans sik sevè nan kontwòl endistriyèl. Òkestrasyon ak orè vPLC mande pou sakrifye kèk évolutivité pou reyalize pèfòmans siperyè ak fyab nan tan reyèl-. Pami sa yo, vPLC redondant hot standby konstitye yon eleman debaz nan kad òkestrasyon ak orè . 5G vPLC Òkestrasyon ak Orè Modèl
5. 5G Virtual PLC Aplikasyon
5.1 Tès Senaryo ak Solisyon
Pou avanse entegrasyon pwofon 5G ak aplikasyon endistriyèl, China Mobile te kolabore ak patnè endistri yo pou fè esè teknik 5G vPLC. Teknoloji sa a te valide ak deplwaye atravè plis pase dis antrepriz endistriyèl. Lè w pran yon kliyan tipik kòm egzanp, China Mobile te deplwaye yon rezo 5G nan atelye pwodiksyon kliyan an pou bay sèvis rezo pou manyen materyèl machin ki gide otomatikman (AGV). Ki baze sou kalite materyèl, platfòm biznis la planifye distenk chemen mouvman AGV, k ap gide machin ant sistèm depo otomatik yo ak diferan segman pwodiksyon.
Pou adrese kondisyon sa yo, sistèm kontwòl endistriyèl 5G la itilize yon achitekti koperativ "Master vPLC-Slave vPLC" -(gade Figi 4). Nan kwen an, vPLC mèt la deplwaye sou UPF pou santralize deplwaman PLC. Li resevwa enstriksyon travay ki soti nan Sistèm Egzekisyon Faktori (MES), ankapsule yo nan kòmandman kontwòl, epi voye sa yo bay vPLC esklav yo pote pa AGV yo. Ansanm, li resevwa fidbak nan men vPLCs esklav yo pandan ekzekisyon an. Nan nivo jaden an, vPLC esklav la deplwaye sou yon pòtay kontwòl endistriyèl 5G, reyalize yon ranplasman "de-an-yon" pou tou de PLC ak Inite Tèminal Done 5G (DTU). Sou yon bò, vPLC esklav la resevwa kòmandman kontwòl nan men vPLC mèt la epi li sèvi ak detèktè pou kontwole sistèm kondwi AGV a, sa ki pèmèt mouvman presi ak pwezante. Nan lòt men an, lè AGV a rive nan destinasyon li, vPLC esklav la bay rezilta egzekisyon travay yo bay mèt vPLC a, ki rapòte estati fini travay la.
5.2 Devlopman Sistèm
Teknoloji veso an tan reyèl-anplwaye pou deplwaye vPLC sou tou de 5G UPF ak pòtay endistriyèl yo, transfòme yo nan yon UPF Endistriyèl 5G ak yon Passerèl kontwòl Endistriyèl 5G. Konfigirasyon kle yo detaye nan Tablo 2.
Achitekti sistèm yo montre nan Figi 5 la gen ladann yon UPF endistriyèl 5G, pòtay kontwòl endistriyèl 5G, ak platfòm orchestrasyon. Efò prensipal R&D yo se jan sa a.
(1) Modifikasyon Kernel Linux
Premyèman, yo te modifye nwayo orijinal UPF ak pòtay yo nan nwayo tan reyèl lè yo te entegre patch Preempt-RT la. Vèsyon nwayo modifye yo se Linux 4.18.16-rt ak Linux 4.4.167-rt. Anba kondisyon chaj segondè, pwosesis maksimòm latansi manyen la te redwi soti nan 8 ms a 500 μs. Dezyèmman, izolasyon resous CPU yo te konfigirasyon pou bay travay tan reyèl -nan nwayo CPU dedye, diminye sou tèt yo pou chanje travay yo ak plis bese maksimòm latansi pwosesis pwosesis la anba 300 μs. Twazyèmman, yo te fèt yon mekanis routage entèwonp pou redireksyon repons entèwonp periferik nan lòt nwayo CPU pou trete, minimize entèferans ak ekzekisyon travay an tan reyèl. Atravè modifikasyon sa yo nwayo Linux, maksimòm pwosesis pwosesis latansi jitter te redwi a pi ba pase 100 μs.
Pwosesis manyen latansi anvan modifikasyon Kernel Linux
Latansi pwosesis apre modifikasyon Kernel Linux(2) PLC-ekzekisyon kontenè
Pou sipòte ekspansyon PLC dinamik, yo dwe etabli yon anviwonman tanpèt vityèl nan kontenè pou PLC-egzekutasyon. Premyèman, bati imaj veso PLC ki baze sou Alpine Linux, sitou entegre PLC-runtime ak 32/64-bit bibliyotèk lyen dinamik. Kounye a, sistèm nan sipòte de domestik PLC-runtime variants. Apre sa, kreye volim veso ki koresponn ak ka vPLC pou pèsiste done ki te pwodwi pandan operasyon veso PLC. Twazyèmman, resipyan PLC mande pou aksè nan resous periferik lame pandan operasyon an. Pou koòdone tankou RS232/485 ak CAN, aksè a reyalize atravè kat dosye aparèy. Pou koòdone rezo IP, aksè pèmèt atravè kat pò, prensipalman pò kat tankou koòdone telechaje pwogram PLC ak pò sèvis otobis ekstèn (egzanp, pò sèvis esklav Modbus TCP).
(3) Òkestrasyon vPLC
Pou sipòte òkestrasyon inifye atravè UPF ak pòtay pandan y ap diminye sou tèt resous pòtay, yo te devlope yon sistèm òkestrasyon ki lejè lè l sèvi avèk yon achitekti B/S. Itilizatè yo fè operasyon entèfas atravè navigatè, pandan y ap backend la gen ladan modil jesyon ak orchestrasyon pou òkestrasyon ak deplwaman veso PLC. Modil jesyon an, ki deplwaye sou sèvè, prensipalman bay aksè entènèt, telechajman imaj veso, ak konfigirasyon / siveyans veso PLC. Modil orchestrasyon an deplwaye sou tou de UPF ak pòtay yo, sitou ofri rale imaj veso, konfigirasyon anviwònman veso, ak jesyon tan. Modil jesyon ak orchestrasyon yo kominike atravè HTTP. Lè w pran siveyans tan veso a kòm yon egzanp, modil orchestrasyon an tanzantan kominike ak sèvis Docker lokal la atravè Kliyan Docker la pou rekipere enfòmasyon sou estati veso a, ki answit rapòte bay modil jesyon an. Lè modil jesyon an detekte estati nòmal, li kòmanse manyen eksepsyon.
Virtuel PLC Orchestration sistèm entèfas
5.3 Rezilta tès yo
Apre deplwaman jaden 5G Endistriyèl UPF ak 5G Endistriyèl Kontwòl Gateway, Modbus TCP kominikasyon te configuré ant vPLC mèt la ak vPLC esklav, osi byen ke ant vPLC esklav la ak I/O. Sik kontwòl endistriyèl vPLC esklav la te mete sou 5 ms, pandan y ap sik vPLC mèt la te configuré nan 20 ms. Chak sik kontwòl vPLC mèt enkli yon egzanp kominikasyon ak vPLC esklav la. Apre tès operasyonèl pwolonje (14 jou), orè AGV te fonksyone seryezman san yo pa fèmen oswa echèk devyasyon wout. Mèt vPLC a te montre yon mwayèn tan ekzekisyon 457 μs, yon maksimòm tan ekzekisyon 599 μs, ak maksimòm jitter de 532 μs (gade figi 9). Endistriyèl kontwòl tipikman mande pou latansi jitter rete nan 10%-15% nan sik kontwòl la. Dapre mezi sa yo, mèt-esklav vPLC kwen-kooperativ achitekti nan sistèm kontwòl endistriyèl 5G ka sipòte sik kontwòl 5 ms oswa plis, satisfè kondisyon pèfòmans yo pou kontwòl endistriyèl mwayen--wo-. Etandone latansi lè koòdone 5G aktyèl la rete pi wo pase 5 ms, solisyon koperasyon limit la konbine avantaj deplwaman santralize ak sipò pou kontwòl vitès mwayen ak wo, konpare ak yon sèl plan deplwaman bò kote vPLC.
Pri a nan solisyon PLC tradisyonèl yo gen ladan depans ekipman tankou PLC mèt, PLC esklav, ak 5G DTU. Solisyon sistèm kontwòl endistriyèl 5G la gen ladan depans pou lisans lojisyèl 5G endistriyèl UPF ak pòtay kontwòl endistriyèl 5G. Konpare ak solisyon PLC tradisyonèl yo, solisyon sistèm kontwòl endistriyèl 5G la reyalize yon rediksyon enpòtan plis pase 50% nan depans akizisyon ekipman yo. Anplis de sa, sistèm kontwòl endistriyèl 5G sipòte òkestrasyon inifye. Deplwaman aplikasyon PLC, mizajou, ak operasyon/antretyen yo ka santralize epi fè adistans, ofri évolutivité fleksib ak diminye tan O&M pa plis pase 80%.
An rezime, sistèm kontwòl endistriyèl 5G la bay sèvis kontwòl endistriyèl PLC atravè amelyorasyon lojisyèl sou eleman rezo 5G san yo pa mande modifikasyon pyès ki nan konpitè oswa deranje operasyon UPF/gateway ki egziste deja. Li sipòte kontwòl endistriyèl vitès mwayen-{-wo-e li ofri avantaj tankou senaryo aplikasyon divès, rediksyon pri, fasilite antretyen, ak évolutivité.
6 Konklizyon
Avèk aparisyon Katriyèm Revolisyon Endistriyèl la, PLCs-nwayo kontwòl endistriyèl-ap lite pou satisfè demand endistriyèl koneksyon endistriyèl yo. Entegrasyon ICT ak OT, akselere dirèksyon teknoloji ak divès faktè pwodiksyon, gen yon gwo pwomès pou konstwi pwochen -jenerasyon sistèm kontwòl endistriyèl 5G. Sou yon bò, 5G vPLC bay yon achitekti teknik inifye ak yon plan pou PLC ki baze sou nwaj-. Nan lòt men an, bati ekosistèm teknoloji 5G vPLC la pral ankouraje manifaktirè PLC yo tranzisyon soti nan pwodwi pyès ki nan konpitè ak sèvis lojisyèl, louvri nouvo opòtinite devlopman pou teknoloji domestik PLC ak potansyèlman deranje peyizaj mache aktyèl la domine pa jwè etranje ak estanda fragman. Kounye a, sistèm kontwòl endistriyèl 5G rete nan anfans devlopman yo. Efò kolaborasyon atravè endistri a nesesè pou atake defi teknik kle nan domèn tankou Virtualization mikrokernel, rezo detèminist, ak redondants cho standby, kontinye amelyore ak rafine sistèm sa yo. An menm tan, ranfòse koperasyon ak inivèsite yo pou kiltive talan entèdisiplinè nan automatisation endistriyèl ak enfòmatizasyon se esansyèl pou kondwi devlopman kalite siperyè nan kontwòl endistriyèl.