技術情報

近代的なファクトリは、生産効率と信頼性を最適化するために、自動倉庫システム(AS/RS)および自動搬送車(AGV)を設備に導入するケースが増えています。これにより、ファクトリフロアや産業施設内のトラフィックが増加しています。AS/RSおよびAGVシステム、その他の移動機器の監視およびコントロールを実行するためには、これらのファクトリのコントロールセンタに対して中断のないコネクティビティを必要とします。Wi-Fiベーステクノロジは、柔軟性、実装の容易性、拡張性、将来性への保証などの多くの利点があることから、AS/RSおよびAGVシステムに使用する最も一般的な通信方法として注目されています。この記事は、AS/RSおよびAGVシステムのWi-Fiネットワークを計画する際に考慮すべきいくつかの重要なポイントについて言及します。

Wi-Fiソリューションを導入する前の計画

ファクトリ施設にWi-Fiアクセスポイント(AP)を設置する前に、構築するワイヤレスネットワークを慎重に計画する必要があります。AS/RSおよびAGVシステムのためのWi-Fiネットワークを計画する際に必要な、主な考慮事項は次のとおりです：

必要とするネットワーク容量とカバレッジの評価

アプリケーションに必要なデータレートとカバレッジを評価することは、優れたWi-Fiネットワークを構築するための最初のステップです。例えば、802.11gネットワークでサポートされているデータレートは6～54 Mbpsです。APのデータカバレッジサークルが小さい場合、APに接続するクライアントデバイスは、より高いデータレートの恩恵を受けることができます。さらに、データレートはAPの送信電力にも依存します。一連のネットワークパラメータは、異なる環境で異なる結果を生ずる可能性があり、各カバレッジサークルが、前のカバレッジサークルと一定の比率で重なるようにネットワークカバレッジエリア(サークル)をオーバーラップするようにすると、移動機器にインストールされたクライアントは、常時安定したコネクション状態を維持することができます。また、APごとに接続できるクライアントの最大数を制限すると、安定したコネクションを維持することができます。

隠れノードの問題への取り組み

Wi-Fiの通信範囲が広く、無線信号が強い場合でも、優れたスループットが得られない可能性があります。ファクトリの壁などの物理的な障害物の影響によって、一部のAPとクライアントとの互いの通信が妨げられ、Wi-Fi信号の衝突が生じる可能性があります。RTS/CTS 交換メカニズムは、APとクライアント信号間の衝突を避けるのに使用することができます。

干渉の影響を軽減する

干渉は、Wi-Fiネットワークにおける重要なパフォーマンスを阻害する要因の1つです。干渉には3つのタイプがあります：

• － 隣接チャネル干渉
• － 同一チャネル干渉
• － 非Wi-Fiによる干渉

最初の2つのタイプはWi-Fiソースからのものです。 残りの1つは、Bluetoothデバイスや電子レンジなどの非Wi-Fiソースからの信号により、Wi-Fiネットワークが影響も受ける可能性があります。 このような干渉ソースを特定し、クライアントデバイスに対して適切にカバーできるように、APのロケーションを慎重に計画する必要があります。

2.4GHz帯上の隣接チャネルと同一チャネルの輻輳の可視化

2.4GHz帯上のWi-Fi輻輳と非Wi-Fi電波の可視化

クライアントのシームレスローミングの確保

Wi-Fiネットワークのカバレッジは限られているため、ファクトリまたは倉庫でWi-Fi電波のフルカバレッジを確保するには複数のAPを設置する必要があります。移動するAS/RSまたはAGV上にインストールされたWi-Fiクライアントは、優れたコネクションを維持するために、施設内を移動するときにAP間を高速のローミングをする必要があります。クライアントは、AP間をローミングするとき、通常、短いローミングリカバリングタイム(3～5秒)を要します。しかし、AGVおよびその他の移動機器が移動運用中にステータスをコントロールセンタにリポートするためにはこの時間が長すぎるため、産業オペレーションでは許容できません。ローミングリカバリングタイムは、クライアントがネットワークから切断されずにAP間をローミングするとき、ホストのステータスとロケーションを報告し続けることができるためには、ミリ秒の範囲内にする必要があります。

アンテナの選択と配置

安定したWi-Fiネットワークを構築するには、AGVなどの移動車両にインストールされるAPおよびクライアントに適したアンテナタイプを選択することが重要です。アンテナを設置するときに従うべき主な原則は、ラック構造や車両の移動経路/方向に関係なく送信アンテナと受信アンテナの放射面が常にオーバーラップするようにします。 これは十分な範囲と信頼できるコミュニケーションを提供します。

極端な環境の影響からの保護

AGVの中には、冷蔵倉庫など、氷点下温度の過酷な環境下で動作できる必要がある電子機器を搭載する必要があります。また、高圧サージ、ノイズ、EMCなどの他のシステムからの電磁妨害などを発生する過酷な産業環境での電気的干渉により、モバイル無線機に対する損傷あるいはデータエラーの発生を防ぐために、電源入力とアンテナポートの両方に対する絶縁保護を施すことが必要です。

Moxaのソリューション

AWKシリーズのAP/ブリッジ/クライアントソリューションは、AS/RSおよびAGVシステムのための、信頼性に優れたワイヤレスソリューションの開発に必要な以下の機能を提供します：

• － モバイルオペレーションに必要な信頼できるネットワーク
• － 最大Wi-Fiカバレッジ
• － コンパクトサイズ
• － 堅牢なデザイン

AS/RSおよびAGVシステム用のWi-Fiネットワークの計画に関する追加情報については、こちらのホワイトペーパーをダウンロードしてください。

AS/RSおよびAGVシステムにワイヤレスネットワークを導入するための重要なヒント

近代的なファクトリでは、世界中の施設で生産効率と信頼性を最適化するためのAS/RSおよびAGVシステムがますます多く導入されています。これは、ファクトリフロアおよび産業施設内で産業用トラフィック量が増大していることを意味します。ファクトリ所有者は、AGVやフォークリフトなどの移動機器のスムーズで効率的なオペレーションを維持し、生産性を高め、スタッフやその他の機器の安全な環境を保証するという課題に直面しています。このホワイトペーパーでは、AS/RSおよびAGVシステムに不可欠なワイヤレスネットワークを導入するために必要な、重要なヒントについて説明します。

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