遼寧新發(fā)展5G+工業(yè)PON融合組網(wǎng) 實時調(diào)整冶煉設備的工作電流

以 5G 和工業(yè) PON 為代表 的新型網(wǎng)絡契合鎂砂冶煉行業(yè)需求，可充分連接電熔鎂砂冶煉設備、工業(yè)傳感器 和實時攝像頭等現(xiàn)場設備，在高溫、高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境中，尤其在夜間生產(chǎn)狀態(tài) 下，可大大降低現(xiàn)場人員工作負重，減少鎂爐熔穿帶來的生產(chǎn)損耗，同時通過 5G+工業(yè) PON 網(wǎng)絡可實現(xiàn)實時調(diào)整冶煉設備的工作電流，來減少企業(yè)用電能耗。 中國電信聯(lián)合東北大學流程工業(yè)國家重點實驗室為遼寧新發(fā)展耐火材料集 團公司電熔鎂砂生產(chǎn)場景實施升級改造，主要建設內(nèi)容包括鎂爐等現(xiàn)場設備的升 級，基于 5G+工業(yè) PON 的系統(tǒng)通信模式的部署，控制系統(tǒng)、工況識別系統(tǒng)的更 替，大型服務器集群的搭建等。

如下圖所示，本案例采用 5G 公網(wǎng)和工業(yè) PON 專網(wǎng)結合的方式進行部署， 將網(wǎng)絡與云融合部署應用。5G 組網(wǎng)方案主要通過終端設備增加 5G 模組或連接 CPE 設備，來接入 5G 宏站、5G 核心網(wǎng)，進一步實現(xiàn) Internet 訪問功能。工業(yè) PON 專網(wǎng)方案是將 PON 系統(tǒng)設備（局端設備 OLT、無源光分配網(wǎng)絡 ODN、終端設備 ONU）下沉到工廠部署，采用 P2MP 模式，在工業(yè)現(xiàn)場部署 ONU，在工 廠機房部署 OLT。客戶終端（機器設備、PLC、攝像頭等）靠近接入 ONU，通 過ODN無源光分配網(wǎng)絡匯聚與局端設備OLT連接，完成設備數(shù)據(jù)的傳輸及匯聚。

與此同時，在工廠機房部署了工業(yè) PON 自服務平臺，用于實時監(jiān)測工業(yè) PON 網(wǎng)絡運行狀態(tài)和故障告警等，并且配合工業(yè)控制需求進行工業(yè) PON 網(wǎng)絡的動態(tài) 配置，將業(yè)務需求與網(wǎng)絡能力配合起來。已部署應用的工業(yè) PON 專網(wǎng)支持上下 行對稱 10Gbps，滿足上行大帶寬業(yè)務的傳輸需求。該平臺可接入 2000 個工廠終 端，滿足了工廠未來 10 年新增終端的接入需求，無需改造即插即用，可提供時 延<1ms、抖動<1ms 的數(shù)據(jù)傳輸能力，來支持穩(wěn)定性業(yè)務傳輸需求。在工廠機房 中，與 OLT 背靠背部署核心交換機、控制云服務器、邊緣控制器和企業(yè)智能業(yè) 務系統(tǒng)，通過工業(yè) PON 網(wǎng)絡傳輸?shù)纳�產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)在企業(yè)業(yè)務平臺、控制 系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)分析和智能應用，有效支撐電熔鎂砂工廠數(shù)字化轉型需求。

在電熔鎂砂生產(chǎn)廠區(qū)中，采用 5G 網(wǎng)絡連接監(jiān)控攝像頭、手持終端等設備， 將工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)娇刂破脚_，滿足遠程實時監(jiān)控的需求；采用工業(yè) PON 承載生產(chǎn)網(wǎng)，連接 PLC、工業(yè)相機、生產(chǎn)機柜等設備，實現(xiàn)工業(yè)設備與邊緣控制 器、控制云服務器以及工業(yè) PON 自服務平臺的組網(wǎng)；采用確定性工業(yè) PON 技術 承載電熔鎂爐閉環(huán)控制業(yè)務，根據(jù)控制平臺實時分析監(jiān)控數(shù)據(jù)的結果做出決策， 實時調(diào)整電熔鎂爐閉環(huán)控制系統(tǒng)。

本案例利用 5G+工業(yè) PON 融合組網(wǎng)架構大帶寬、低時延、高可靠能力，解 決電熔鎂砂冶煉行業(yè)痛點問題，顯著降低了用電能耗，提升了智能制造水平，對 于該行業(yè)具有典型示范意義。首先，該案例實現(xiàn)了生產(chǎn)過程減人化：通過實時監(jiān) 控現(xiàn)場鎂爐熔煉，采集鎂爐熔煉三相交流電數(shù)據(jù)進行綜合分析，判斷現(xiàn)場生產(chǎn)情況，通過控制器下達指令以實時調(diào)整鎂爐熔煉，在人員投入方面相較于傳統(tǒng)人工 操作方式降低 75%。二是節(jié)能減排，降低用電能耗：通過 AI 智能化監(jiān)控系統(tǒng)將 能耗數(shù)據(jù)實時采集并分析，合理優(yōu)化設備用電策略，與改造前系統(tǒng)對比可節(jié)約 5%左右能耗。三是提升生產(chǎn)設備使用率：相比傳統(tǒng)純?nèi)斯けO(jiān)控的方式，AI 智能 監(jiān)控及閉環(huán)回路控制的方式，有效降低了鎂爐燒穿而導致的設備報廢率和損壞率， 根據(jù)當前應用情況估算，平均每年可減少大于 3 次的電熔鎂爐更換和大修工作