http://m.casecurityhq.com 2024-06-21 10:58 來源:C114通信網
隨著工業(yè)4.0時代的到來,智能制造變得日益重要。在這個背景下,工業(yè)PON(無源光網絡)傳輸技術作為一種創(chuàng)新的通信解決方案,正逐漸成為推動智能制造發(fā)展的重要力量。
今天下午,由CIOE、C114與中國電信(601728)股份有限公司研究院共同合作主辦的“工業(yè)PON技術研討會”,作為2024中國高質量發(fā)展論壇的第五場線上論壇順利舉行。東北大學副教授吳志偉在主旨報告中分析了現(xiàn)有工業(yè)控制網絡的不足,介紹了“一網到底”的工業(yè)PON控制網絡解決方案,即利用工業(yè)PON作為工業(yè)控制網絡連接架構,向下融合底層控制網絡,向上賦能智能控制。
工業(yè)控制網絡需求和演進
吳志偉介紹,典型的工業(yè)自動化系統(tǒng)架構為金字塔結構,主要包括上層的企業(yè)資源計劃ERP,中間層的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES,以及下層由車間級監(jiān)控、基礎回路控制和生產過程所組成的PCS。
而傳統(tǒng)工業(yè)控制網絡主要采用“兩層三級”的網絡結構,其中,“兩層”是指IT網絡和OT網絡,“三級”是指工廠級、車間級和現(xiàn)場級。
吳志偉指出,當前的工業(yè)自動化系統(tǒng)存在兩大問題:一是對人的經驗和知識依賴程度較高,無法實現(xiàn)生產全流程的優(yōu)化決策;二是PLC/DCS管控系統(tǒng)無法實現(xiàn)工業(yè)大數據驅動的工業(yè)智能算法。
而工業(yè)控制網絡的行業(yè)需求,一方面是面向智能化系統(tǒng)的工業(yè)控制網絡體系與解決方案,支撐傳統(tǒng)以PLC/DCS為核心的自動控制系統(tǒng)向智能化控制系統(tǒng)的轉型,另一方面是實現(xiàn)控制網絡從“兩層三級”向“一網到底”的演變。
面向工業(yè)控制網絡如何實現(xiàn)多協(xié)議下的工業(yè)大數據的互聯(lián)互通,工業(yè)控制網絡如何支撐數據價值深入挖掘,工業(yè)控制網絡如何實現(xiàn)異構工業(yè)大數據驅動的閉環(huán)智能控制等挑戰(zhàn),吳志偉提出“一網到底”的工業(yè)PON控制網絡解決方案。
基于PON的工業(yè)控制網絡解決方案
吳志偉介紹,基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網絡解決方案總體架構分為端、邊、云三個方面。其中,端側進行生產過程控制和工況感知;邊側是數據傳輸底座,基于工業(yè)PON構建算網融合系統(tǒng);云側進行工業(yè)大數據匯聚和智能決策控制。
吳志偉進一步介紹,基于工業(yè)PON的新型工業(yè)控制網絡設計思路是“一網到底”,首先是要實現(xiàn)工業(yè)大數據的互聯(lián)互通,將PON內化為工業(yè)控制網絡連接架構;其次是網絡的確定性傳輸能力增強,PON向下融合底層控制網絡;另外,實現(xiàn)網絡與控制一體化,PON向上賦能智能控制??刂乒δ艿脑O計思路是能夠實現(xiàn)運行工況智能感知、生產要素預測與回溯、高性能控制;以及人機互動與協(xié)作的智能優(yōu)化決策、智能自主控制等。
其關鍵技術包括用于閉環(huán)控制的網絡傳輸技術和網絡連接架構,以及工業(yè)控制場景的適配能力。例如,具有確定性數據傳輸功能的網絡技術,保證在設計者確定的采樣周期內完成智能
建模與智能優(yōu)化決策算法所涉及的數據采集、傳輸與處理;PON面向工業(yè)以太網、現(xiàn)場總線的承載技術,實現(xiàn)與現(xiàn)有工業(yè)網絡的兼容?,F(xiàn)有工業(yè)PON架構基礎上的工業(yè)網絡系統(tǒng)統(tǒng)一連接架構模式;現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網、工業(yè)無線網絡等多類型網絡協(xié)議統(tǒng)一接入組網的協(xié)議棧、功能模塊、信息庫、程序和接口調用方法等。
吳志偉以基于工業(yè)PON的電熔鎂砂生產過程為例,有賴于該解決方案,電熔鎂砂產品的單噸能耗降低4%,產量提高5%,提高了企業(yè)的市場競爭力。未來,隨著技術的不斷成熟和創(chuàng)新,預計工業(yè)PON將更加強大,能夠更好地服務于智能制造領域,推動工業(yè)自動化和數字化轉型。