Mobiiliverkkotekniikat teollisuusautomaatiossa
Niemi, Tatu (2022)
2022
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-07-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-20220705999
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-20220705999
Tiivistelmä
Tämän kandidaatintutkielman tavoitteena on kirjallisuustutkimuksen avulla selvittää, miten uusia mobiiliverkkotekniikoita voidaan soveltaa teollisuudessa. Tutkielma myös tarkastelee erilaisia tekniikoita, joilla mobiiliverkkojen toiminta parantuu.
Mobiiliverkkotekniikkojen kehitys tuo mahdollisuuden soveltaa langatonta viestintää teollisuudessa. 5G-teknologian, eli 5. sukupolven mobiiliverkkoteknologian uusi millimetriaaltoteknologia mahdollistaa suurempien datamäärien lähetyksen sekä pienempien vasteaikojen saavuttamisen verrattuna 4G-teknologiaan.
Monella teollisuuden alalla työn tekeminen helpottuu, jos prosesseja voidaan seurata haastaviin paikkoihin asennettavilla antureilla. Anturien parantunut akunkesto mahdollistaa kaapeloinnin pois jättämisen, joka helpottaa asennustyötä. Anturien akunkesto kehittyy signaalin hyvän hyötysuhteen ansiosta. 5G-teknologian tehokkuudesta kertoo esimerkiksi se, ettei matalan tehon anturien akkuja tarvitse vaihtaa arviolta 10 vuoteen. 6G-teknologialla sama vaihtoaika pitenee 20 vuoteen.
Teollisuudessa työkoneiden etäohjauksen tarve on ollut suuri, mutta aiemmat teknologiat eivät ole olleet riittävän nopeita ja luotettavia etäohjauksen mahdollistamiseksi. 5G-teknologian käyttöönoton jälkeen ihmisen ei enää tarvitse mennä hengenvaarallisiin paikkoihin, vaan työkoneita voidaan ohjata turvallisesta paikasta etänä, nopean ja luotettavan langattoman yhteyden ansiosta.
Verkon tiheän tukiasemaverkon, eli soluverkon, avulla yhteyden luotettavuus kasvaa, mutta myös laitteiden paikannustarkkuus paranee. Ulkotiloissa laite paikannetaan 1 m tarkkuudella ja sisätiloissa 10 cm tarkkuudella. Teollisuuden mobiiliverkoilla voidaan optimoida prosessien kulkua yhdenaikaisen ohjauksen ansiosta. Esimerkiksi metallialan yrityksen, Bolidenin, kaivoksilta tulevan malmin siirtämiseen tarkoitetut ajoneuvot voivat ajoittaa paikalle tulonsa juuri silloin, kun tarve syntyy. Hyvällä optimoinnilla teknologiayhtiö Ericsson on arvioinut Bolidenin säästävän noin 10 % vuotuisista kuluista.
Mobiiliverkkotekniikkojen kehitys tuo mahdollisuuden soveltaa langatonta viestintää teollisuudessa. 5G-teknologian, eli 5. sukupolven mobiiliverkkoteknologian uusi millimetriaaltoteknologia mahdollistaa suurempien datamäärien lähetyksen sekä pienempien vasteaikojen saavuttamisen verrattuna 4G-teknologiaan.
Monella teollisuuden alalla työn tekeminen helpottuu, jos prosesseja voidaan seurata haastaviin paikkoihin asennettavilla antureilla. Anturien parantunut akunkesto mahdollistaa kaapeloinnin pois jättämisen, joka helpottaa asennustyötä. Anturien akunkesto kehittyy signaalin hyvän hyötysuhteen ansiosta. 5G-teknologian tehokkuudesta kertoo esimerkiksi se, ettei matalan tehon anturien akkuja tarvitse vaihtaa arviolta 10 vuoteen. 6G-teknologialla sama vaihtoaika pitenee 20 vuoteen.
Teollisuudessa työkoneiden etäohjauksen tarve on ollut suuri, mutta aiemmat teknologiat eivät ole olleet riittävän nopeita ja luotettavia etäohjauksen mahdollistamiseksi. 5G-teknologian käyttöönoton jälkeen ihmisen ei enää tarvitse mennä hengenvaarallisiin paikkoihin, vaan työkoneita voidaan ohjata turvallisesta paikasta etänä, nopean ja luotettavan langattoman yhteyden ansiosta.
Verkon tiheän tukiasemaverkon, eli soluverkon, avulla yhteyden luotettavuus kasvaa, mutta myös laitteiden paikannustarkkuus paranee. Ulkotiloissa laite paikannetaan 1 m tarkkuudella ja sisätiloissa 10 cm tarkkuudella. Teollisuuden mobiiliverkoilla voidaan optimoida prosessien kulkua yhdenaikaisen ohjauksen ansiosta. Esimerkiksi metallialan yrityksen, Bolidenin, kaivoksilta tulevan malmin siirtämiseen tarkoitetut ajoneuvot voivat ajoittaa paikalle tulonsa juuri silloin, kun tarve syntyy. Hyvällä optimoinnilla teknologiayhtiö Ericsson on arvioinut Bolidenin säästävän noin 10 % vuotuisista kuluista.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [11870]