遼寧新發(fā)展5G+工業(yè)PON融合組網(wǎng) 實(shí)時(shí)調(diào)整冶煉設(shè)備的工作電流

以 5G 和工業(yè) PON 為代表 的新型網(wǎng)絡(luò)契合鎂砂冶煉行業(yè)需求，可充分連接電熔鎂砂冶煉設(shè)備、工業(yè)傳感器 和實(shí)時(shí)攝像頭等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)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(chǎng)人員工作負(fù)重，減少鎂爐熔穿帶來(lái)的生產(chǎn)損耗，同時(shí)通過(guò) 5G+工業(yè) PON 網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整冶煉設(shè)備的工作電流，來(lái)減少企業(yè)用電能耗。 中國(guó)電信聯(lián)合東北大學(xué)流程工業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為遼寧新發(fā)展耐火材料集 團(tuán)公司電熔鎂砂生產(chǎn)場(chǎng)景實(shí)施升級(jí)改造，主要建設(shè)內(nèi)容包括鎂爐等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的升 級(jí)，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(shí)別系統(tǒng)的更 替，大型服務(wù)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(zhuān)網(wǎng)結(jié)合的方式進(jìn)行部署， 將網(wǎng)絡(luò)與云融合部署應(yīng)用。5G 組網(wǎng)方案主要通過(guò)終端設(shè)備增加 5G 模組或連接 CPE 設(shè)備，來(lái)接入 5G 宏站、5G 核心網(wǎng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) Internet 訪(fǎng)問(wèn)功能。工業(yè) PON 專(zhuān)網(wǎng)方案是將 PON 系統(tǒng)設(shè)備（局端設(shè)備 OLT、無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò) ODN、終端設(shè)備 ONU）下沉到工廠(chǎng)部署，采用 P2MP 模式，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)部署 ONU，在工 廠(chǎng)機(jī)房部署 OLT。客戶(hù)終端（機(jī)器設(shè)備、PLC、攝像頭等）靠近接入 ONU，通 過(guò)ODN無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)匯聚與局端設(shè)備OLT連接，完成設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸及匯聚。

與此同時(shí)，在工廠(chǎng)機(jī)房部署了工業(yè) PON 自服務(wù)平臺(tái)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè) PON 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和故障告警等，并且配合工業(yè)控制需求進(jìn)行工業(yè) PON 網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài) 配置，將業(yè)務(wù)需求與網(wǎng)絡(luò)能力配合起來(lái)。已部署應(yīng)用的工業(yè) PON 專(zhuān)網(wǎng)支持上下 行對(duì)稱(chēng) 10Gbps，滿(mǎn)足上行大帶寬業(yè)務(wù)的傳輸需求。該平臺(tái)可接入 2000 個(gè)工廠(chǎng)終 端，滿(mǎn)足了工廠(chǎng)未來(lái) 10 年新增終端的接入需求，無(wú)需改造即插即用，可提供時(shí) 延<1ms、抖動(dòng)<1ms 的數(shù)據(jù)傳輸能力，來(lái)支持穩(wěn)定性業(yè)務(wù)傳輸需求。在工廠(chǎng)機(jī)房 中，與 OLT 背靠背部署核心交換機(jī)、控制云服務(wù)器、邊緣控制器和企業(yè)智能業(yè) 務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)工業(yè) PON 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)纳�產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)在企業(yè)業(yè)務(wù)平臺(tái)、控制 系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和智能應(yīng)用，有效支撐電熔鎂砂工廠(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。

在電熔鎂砂生產(chǎn)廠(chǎng)區(qū)中，采用 5G 網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控?cái)z像頭、手持終端等設(shè)備， 將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)娇刂破脚_(tái)，滿(mǎn)足遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)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(jī)、生產(chǎn)機(jī)柜等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備與邊緣控制 器、控制云服務(wù)器以及工業(yè) PON 自服務(wù)平臺(tái)的組網(wǎng)；采用確定性工業(yè) PON 技術(shù) 承載電熔鎂爐閉環(huán)控制業(yè)務(wù)，根據(jù)控制平臺(tái)實(shí)時(shí)分析監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的結(jié)果做出決策， 實(shí)時(shí)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(gòu)大帶寬、低時(shí)延、高可靠能力，解 決電熔鎂砂冶煉行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題，顯著降低了用電能耗，提升了智能制造水平，對(duì) 于該行業(yè)具有典型示范意義。首先，該案例實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程減人化：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān) 控現(xiàn)場(chǎng)鎂爐熔煉，采集鎂爐熔煉三相交流電數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，判斷現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，通過(guò)控制器下達(dá)指令以實(shí)時(shí)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(guò) AI 智能化監(jiān)控系統(tǒng)將 能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并分析，合理優(yōu)化設(shè)備用電策略，與改造前系統(tǒng)對(duì)比可節(jié)約 5%左右能耗。三是提升生產(chǎn)設(shè)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(dǎo)致的設(shè)備報(bào)廢率和損壞率， 根據(jù)當(dāng)前應(yīng)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