遼寧新發展5G+工業PON融合組網 實時調整冶煉設備的工作電流

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

如下圖所示，本案例采用 5G 公網和工業 PON 專網結合的方式進行部署， 將網絡與云融合部署應用。5G 組網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，進一步實現 Internet 訪問功能。工業 PON 專網方案是將 PON 系統設備（局端設備 OLT、無源光分配網絡 ODN、終端設備 ONU）下沉到工廠部署，采用 P2MP 模式，在工業現場部署 ONU，在工 廠機房部署 OLT�？蛻艚K端（機器設備、PLC、攝像頭等）靠近接入 ONU，通 過ODN無源光分配網絡匯聚與局端設備OLT連接，完成設備數據的傳輸及匯聚。

與此同時，在工廠機房部署了工業 PON 自服務平臺，用于實時監測工業 PON 網絡運行狀態和故障告警等，并且配合工業控制需求進行工業 PON 網絡的動態 配置，將業務需求與網絡能力配合起來。已部署應用的工業 PON 專網支持上下 行對稱 10Gbps，滿足上行大帶寬業務的傳輸需求。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 的數據傳輸能力，來支持穩定性業務傳輸需求。在工廠機房 中，與 OLT 背靠背部署核心交換機、控制云服務器、邊緣控制器和企業智能業 務系統，通過工業 PON 網絡傳輸的生產數據、控制數據在企業業務平臺、控制 系統中進行數據分析和智能應用，有效支撐電熔鎂砂工廠數字化轉型需求。

在電熔鎂砂生產廠區中，采用 5G 網絡連接監控攝像頭、手持終端等設備， 將工業現場數據遠程傳輸到控制平臺，滿足遠程實時監控的需求；采用工業 PON 承載生產網，連接 PLC、工業相機、生產機柜等設備，實現工業設備與邊緣控制 器、控制云服務器以及工業 PON 自服務平臺的組網；采用確定性工業 PON 技術 承載電熔鎂爐閉環控制業務，根據控制平臺實時分析監控數據的結果做出決策， 實時調整電熔鎂爐閉環控制系統。

本案例利用 5G+工業 PON 融合組網架構大帶寬、低時延、高可靠能力，解 決電熔鎂砂冶煉行業痛點問題，顯著降低了用電能耗，提升了智能制造水平，對 于該行業具有典型示范意義。首先，該案例實現了生產過程減人化：通過實時監 控現場鎂爐熔煉，采集鎂爐熔煉三相交流電數據進行綜合分析，判斷現場生產情況，通過控制器下達指令以實時調整鎂爐熔煉，在人員投入方面相較于傳統人工 操作方式降低 75%。二是節能減排，降低用電能耗：通過 AI 智能化監控系統將 能耗數據實時采集并分析，合理優化設備用電策略，與改造前系統對比可節約 5%左右能耗。三是提升生產設備使用率：相比傳統純人工監控的方式，AI 智能 監控及閉環回路控制的方式，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