Průmyslové 5G sítě podporují hutní průmysl, digitální transformaci a bezpečnost

Průmyslové 5G sítě podporují hutní průmysl, digitální transformaci a bezpečnost

Průmyslové bezdrátové sítě využívající 5G zajišťují komunikaci v reálném čase mezi palubním řídicím systémem a centrem dálkového řízení pro automatizované operace.

Metalurgický průmysl, jeden z pilířů čínského průmyslu, hraje důležitou roli v národním průmyslovém hospodářství. Hutnictví je tradiční průmysl s vysokou spotřebou energie, znečištěním a vysokými riziky. K dosažení udržitelného rozvoje naléhavě potřebuje transformaci a modernizaci. Nástup technologií 5G dává metalurgickému průmyslu příležitost urychlit digitální transformaci a modernizovat polohování.

Hutnický průmysl je rozsáhlé a složité zpracovatelské odvětví. V každém kroku výroby existuje mnoho nebezpečných procesů a nepříznivých prostředí. Mnoho pracovních pozic vyžaduje těžkou fyzickou a repetitivní práci. Velké množství zařízení si žádá ruční namátkovou kontrolu a nutno dodat, že ve výrobě existují bezpečnostní rizika. Poptávka po automatizaci a inteligenci v metalurgickém průmyslu je naléhavá.

Hutnictví je pro průmyslové bezdrátové sítě náročné prostředí

Vzhledem ke složitému prostředí hutních závodů je zavádění kabelových sítí obtížné a nákladné. Ocelové konstrukce a vysoká prašnost prostředí často vedou k velkému útlumu bezdrátového signálu, silnému elektromagnetickému rušení a velkým potížím s pokrytím sítě.

Před nástupem 5G nesplňovaly jiné kabelové a bezdrátové sítě, Wi-Fi a sítě 3G/4G, potřeby průmyslové výroby a aplikací kvůli nákladům, obtížím nebo slabé síti, rušení a nedostatečné šířce pásma sítě či časovému zpoždění. Síť závodu se stala úzkým místem, což podnikům bránilo v realizaci automatického a chytrého řízení výroby.

Technologie 5G splňuje požadavky na použití bezdrátových sítí v metalurgickém průmyslu a může splnit požadavky na propojení zařízení a vzdálené interaktivní aplikace v mnoha průmyslových prostředích. Problémy a rizika, kterým bylo nutno čelit v éře 3G nebo 4G, jsou v éře 5G uspokojivě vyřešeny. Průmyslové 5G se stalo nejlepší volbou pro mnoho metalurgických podniků.

Hutnický průmysl se vyznačuje dlouhým výrobním procesem od těžby železné rudy, spékání, koksování uhlí přes výrobu železa, produkci oceli, kontinuální lití, válcování za tepla a za studena až po výrobu ocelových trubek a profilové oceli.

Průmyslové 5G lze použít ve všech výrobních oblastech. Následujících pět scénářů představuje v současnosti nejtypičtější aplikace 5G v metalurgickém průmyslu.

SCÉNÁŘ č. 1: Automatizované řízení korečkového rypadla při těžbě železné rudy

Těžba rudy, první výrobní proces v hutním průmyslu, má nejhorší pracovní prostředí. Nehody nejsou ničím výjimečným. Ve výrobních procesech je mnoho nejistot. Chytrá těžba využívá méně lidí a více automatizace. Průmyslové 5G lze využít v bezpečnostních systémech v důlních dílech, při trhacích pracích a robotických aplikacích při těžbě železné rudy, při určování polohy důlních provozů a při provozu automatizovaných korečkových rypadel, a to díky inteligentním snímacím zařízením a technologiím videa s vysokým rozlišením. Díky vysoké šířce pásma a nízké latenci průmyslového 5G lze zajistit spolehlivou komunikaci v reálném čase mezi palubním řídicím systémem a centrem dálkového ovládání, realizovat automatizovaný provoz korečkového rypadla, snížit bezpečnostní riziko a náklady na pracovní sílu. 

SCÉNÁŘ č. 2: Polohování a dálkové ovládání

Koksování je proces výroby koksu z koksovatelného uhlí jako suroviny. Kvalita koksu je pro výrobu železa velmi důležitá. Ve fázi koksování je nesmírně důležité přesné polohování a řízení vozidel, jako je vozidlo pro nakládání uhlí, vozidlo pro vyrážení koksu, vozidlo pro blokování koksu a vozidlo pro hašení koksu. Video v HD rozlišení z místa provozu lze přenášet do centrálního řídicího centra prostřednictvím průmyslové sítě 5G. Zaměstnanci mohou realizovat dálkový provoz a řízení, dálkový provoz a řízení údržby vozidel prostřednictvím systému řízení vozidel koksárenské pece a videa z místa, identifikovat personál na místě, poskytovat bezpečnostní doporučení a snižovat riziko při provozu zařízení na místě.

SCÉNÁŘ č. 3: Chytrá výroba oceli

Výroba oceli je základním procesem železáren a oceláren, včetně konvertoru a elektrické pece. Klíčem k chytrému systému výroby oceli je chytré řízení zařízení, jako je sonar, jeřáb, kamera, kyslíková pistole, pomocná pistole a silo v konvertoru a elektrické peci, pomocí shromažďování velkého množství dat, k nimž patří teplota, měření parametrů, kontrola a testování v peci. Konvertory a elektrické pece původně potřebovaly kabelovou komunikaci, avšak kabelové sítě bylo v průmyslových areálech obtížné umístit. Průmyslové 5G může stabilně a spolehlivě přenášet informace ze sběru dat v reálném čase do centrálního řídicího centra.

SCÉNÁŘ č. 4: Automatizovaný vozík

Systém pro přepravu svitků je základním vybavením linky na válcování pásů v hutních podnicích. Často se využívá v dopravních linkách pro svitky pásů válcovaných zastudena a pásů válcovaných zatepla. Aby bylo možné vyhovět požadavkům nejrůznějších provozů vysoce kvalitní a rychlé výroby, nahradily automatizované dopravní prostředky tradiční krokovací mechanismy, řetězové dopravníky, automobily a vlaky jako hlavní způsob přepravy ocelových svitků. Průmyslové 5G se dokáže vyhnout rušení, ztrátám dat, nesprávnému přepínání a dalším problémům spojeným s tradiční sítí Wi-Fi a je rychlejší než síť 4G. Blokovací ovládací prvky ve vozících mají přenosové zpoždění menší než 20 ms.

SCÉNÁŘ č. 5: Automatizovaný mostový jeřáb, bezdrátové pokrytí chytrého skladového prostoru

Mostový jeřáb patří mezi základní zařízení používaná při výrobě oceli. Mostové jeřáby spojují funkce nakládání, vykládání, manipulace a přepravy pro efektivní provoz ocelárny. Vysoké teploty, škodlivé plyny a hluk v ocelárnách zhoršují prostředí na pracovišti. Tradiční mostový jeřáb vyžaduje, aby se pracovníci dlouho dívali dolů a nahoru. Únava je potenciálním bezpečnostním rizikem, a proto je stále oblíbenější automatizovaný systém mostových jeřábů. Systém dálkového ovládání automatizovaného mostového jeřábu často zahrnuje videomonitorování a řídicí systém, který vyžaduje vysokou stabilitu a komunikační síť v reálném čase. Průmyslové 5G se stalo nejlepší volbou pro automatizovaný systém mostových jeřábů. Výhodou je vysoká rychlost, nízká latence a stabilita. 

Čtyři hlavní typy průmyslových aplikací 5G v hutním a těžebním průmyslu

Ačkoli má průmyslové 5G v hutním průmyslu řadu scénářů použití, lze je rozdělit do čtyř typů, jako je vzdálené uvádění zařízení do provozu nebo údržba, vzdálený sběr a monitorování dat zařízení, vzdálené ovládání zařízení, přenos výrobních dat a videa a další.

Siemens Industrial 5G pro tyto čtyři aplikace v sobě kombinuje průmyslový 5G router, veřejnou síť a Sinema Remote Connect, který vytváří bezpečné připojení pro vzdálená zařízení. Na rozdíl od běžných komerčních 5G routerů má hardware Siemens krytí IP65 a systémovou kompatibilitu. K dispozici je i schopnost vzdálené údržby.

Průmyslové řešení 5G se navíc vyznačuje flexibilitou a vysokým zabezpečením, neomezeným počtem připojení a zařízení, neomezenou škálovatelností a flexibilní konfigurací přístupu a odpojování provozních zařízení. Průmyslový 5G router má integrovánu funkci firewallu, která dokáže nastavit přístupové zásady k zabránění nelegálního přístupu z veřejné sítě a k ochraně zabezpečení sítě zařízení. Protože má integrovánu technologii NAT, jež nezveřejňuje IP adresu vstupně-výstupní (I/O) vrstvy pod programovatelným logickým automatem (PLC), je komunikace PN I/O bezpečnější.

Stone Shi, autor článku, je výkonný šéfredaktor časopisu Control Engineering China. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

 

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com