Gegevens zijn een essentiële hefboom geworden voor industriële prestaties, die de zichtbaarheid van processen en een betere beschikbaarheid van apparatuur garanderen. De sleutel is het kiezen van de juiste technologie voor de industrie: 5G, Bluetooth, LoRa... We bekijken ze allemaal, met hun sterke en zwakke punten en de garanties die een veilig netwerk biedt.
Gedreven door de toenemende modernisering van productie- en logistieke ketens buigt de industrie zich over de canons van de connected factory. L'Industrie 4.0zoals het ook wel wordt genoemd, maakt massaal gebruik van draadloze netwerken en mobiel computergebruik. In de verbonden fabriek is elke machine in staat om met de anderen te communiceren. machine tot machine (M2M)maar ook met andere apparaten in de fabriek en op externe locaties.
Niet alleen machines zijn met elkaar verbonden, maar ook objecten, zoals producten, gereedschap of veiligheidskleding. Dit staat bekend als het Industrial Internet of Things (IIoT), in verwijzing naar het Internet of Things (IoT), dat alledaagse verbonden objecten (televisie, verwarming, verlichting, auto's, enz.) koppelt aan het internet.
De voordelen van draadloze netwerken voor het IIoT
In de industrie zijn de beloften van deze allesomvattende verbinding van productiemiddelen en -objecten talrijk: het verkrijgen van de gegevens die nodig zijn om processen te bewaken en te lokaliseren, het mogelijk maken om deze processen te optimaliseren en de controle erover te verbeteren, het garanderen van de beschikbaarheid van apparatuur door voorspellend onderhoud, het verlengen van de levensduur van machines, enzovoort.
Een breed scala aan bedrijfsmiddelen om de flexibiliteit van toeleveringsketens en workflows te garanderen en tegelijkertijd de productiviteit en operationele winstgevendheid te verhogen.
Welk netwerk moet je kiezen voor de industrie?
De keuze voor een IIoT-netwerk is niet eenvoudig. Het hangt van veel factoren af. Ten eerste de factoren die inherent zijn aan de industriële omgeving (economische sector, type fabriek en productie, geografische locatie, enz.) Dan zijn er de factoren die te maken hebben met de kenmerken van elk draadloos netwerk: het bereik, de prestaties in termen van doorvoer, de betrouwbaarheid (storingspercentage, impact van interferentie, latentie, energieverbruik, naleving van normen en voorschriften, de keuze voor een open source of eigen oplossing, de kosten... en niet te vergeten het vermogen om gegevens te beveiligen.
Draadloze technologieën voor slimme fabrieken omvatten:
BluetoothHet korteafstandsnetwerk
Een Bluetooth lage energie (LE) netwerk, in versie 4 of 5, heeft het voordeel dat het gemakkelijk geïnstalleerd kan worden op machines om verschillende sensoren te koppelen aan het bedrijfsnetwerk. Het bereik en de doorvoersnelheid zijn echter te laag om gegevens van hoge kwaliteit te verzenden.
Use case: gegevensverzameling. Een Bluetooth-interface wordt geïnstalleerd in een machine die is uitgerust met sensoren. De operator benadert zijn tablet of telefoon om gegevens uit te lezen.
- Bereik : kort (< 10 m)
- Stroom laag (een paar honderd Kbps tot een paar Mbps)
- Consumptie : zwak
- Betrouwbaarheid laag (gevoelig voor elektromagnetische interferentie)
- Kosten : zwak
LoRa en Sigfoxlangeafstandsnetwerken geprefereerd door de industrie
In tegenstelling tot Bluetooth, waarvoor je dicht bij de zender moet zijn, zijn LoRa (Long Range) en Sigfox twee netwerken die zijn ontworpen om gegevens over zeer lange afstanden te verzenden, met lage bitsnelheden en een laag energieverbruik. Praktisch gezien hoef je alleen maar "zenders" en een concentrator op de industriële locatie te installeren om de gegevens van de verschillende sensoren uit te lezen. Het voordeel van LoRa is dat het open source is en geen abonnement bij een operator vereist. Orange en Bouygues Telecom gebruiken het echter wel en hebben roamingovereenkomsten om een LoRa-chip in verschillende landen te volgen. Sigfox daarentegen is gebaseerd op een eigen systeem ontwikkeld door het gelijknamige Franse bedrijf. Een onverstandige keuze, want Sigfox staat momenteel onder curatele. Wat de veiligheid betreft, zijn deze netwerken niet verbonden met het internet en staan ze dus niet bloot aan mogelijke aanvallen.
Gebruikscases : gegevensoverdracht van een sensor. Op de bodem van een tank wordt een sensor geplaatst. Je kunt van een afstand zien hoe vol de tank is. In een andere toepassing wordt een sensor in een container geïnstalleerd. De route ervan kan in verschillende landen worden gevolgd.
- Bereik lang (1 tot 20 km)
- Stroom : laag (0,3 tot 50 Kbps)
- Consumptie : zwak
- Betrouwbaarheid : sterk
- Kosten : zwak
Wifihet netwerk met het snelheidsvoordeel
Bekend bij het grote publiek biedt WiFi een hoge bandbreedte om meerdere metingen in realtime en op afstand uit te voeren. Het kan ook worden gebruikt om machines te besturen of meerdere videostreams te ontvangen. Het bereik van een enkele WiFi-adapter kan worden vergroot door repeaters of een mesh-netwerk van adapters.
Gebruikscases : machinebesturing en -bediening, uitlezing van verschillende apparaten, videotransmissie, enz.
- Bereik : gemiddeld (50-100 m)
- Stroom hoog (> 100 Mbit/s)
- Consumptie : gemiddeld
- Betrouwbaarheid : gemiddeld
- Kosten : GEMIDDELD
5Ghet netwerk van de toekomst, met de voordelen van bereik en snelheid
De nieuwste standaard in cellulaire netwerken, 5G, wordt geleidelijk gedemocratiseerd in Frankrijk. Weinig bedrijven maken er al gebruik van en kiezen voor beproefde systemen voor industrieel gebruik, zoals 3G en 4G. Het bereik van deze cellulaire netwerken kan groot zijn en hun datasnelheden zijn bijzonder goed voor het verzenden van grote hoeveelheden gegevens. Daar staat tegenover dat de golven soms niet door de dikke muren van bepaalde industriële gebouwen kunnen dringen. Het klassieke probleem van netwerkdekking doet zich ook voor: een geïsoleerde industriële zone zal er waarschijnlijk niet van profiteren. Bovendien zijn 4G- en 5G-apparaten relatief energieverslindend. Tot slot mogen de abonnementskosten niet over het hoofd worden gezien, want die kunnen snel oplopen wanneer honderden objecten moeten worden aangesloten.
Gebruikscases : videotransmissie van een camera. Een camera op een productielijn stuurt zijn beelden naar een controlekamer.
- Bereik lang (100 m tot enkele km)
- Stroom : hoog tot zeer hoog (> 100 Mbit/s tot meerdere Gbit/s)
- Consumptie : hoog
- Betrouwbaarheid : gemiddeld
- Kosten : hoog
Deze draadloze technologieën sluiten elkaar niet uit. Op één locatie kunnen er meerdere worden gebruikt, naast installaties op basis van ethernet of glasvezelbekabeling, die minder gevoelig zijn voor elektromagnetische interferentie in industriële omgevingen.
