Hvorfor skal det siges, at i industri 4.0 -fabrikker skal kommunikationsarkitekturen for reaktive strømkompensationssystemer omstruktureres?

Under implementeringen af den industrielle 4,0 æra, Geyue Electric, som producent aflavspændingsreaktivt strømkompensationsudstyr, vores firma har dybt anerkendt, at intelligens, digitalisering og netværk er blevet de tre mest kerneegenskaber ved moderne fabrikker. Den traditionelle kommunikationsarkitektur af reaktive strømkompensationssystemer er ikke længere i stand til at imødekomme industrielle 4,0's højere krav med hensyn til effektivitet, fleksibilitet og pålidelighed af kompensation. Genopbygning af kommunikationsarkitekturen af reaktive strømkompensationssystemer er ikke kun et uundgåeligt valg til teknologisk opgradering inden for strømkompensation, men også en vigtig foranstaltning til at forbedre fabriks energieffektivitet og reducere driftsomkostningerne.

Begrænsninger

Traditionelle reaktive strømkompensationssystemer anvender normalt hårde ledninger eller enkle feltbus -kommunikationsmetoder, såsom Modbus RTU eller Can Bus. Disse kommunikationsmetoder udførte tilstrækkeligt i det tidligere industrielle miljø, men deres begrænsninger bliver i stigende grad tydelige i forbindelse med industri 4.0. For det første er datatransmissionshastigheden for traditionelle kommunikationsarkitekturer relativt lav, som ikke kan opfylde kravene i realtids dynamisk kompensation. I branchen 4.0 er strømbelastningssvingninger hyppigere, og reaktivt strømkompensationsudstyr skal reagere hurtigt på gitterændringer. Imidlertid kan kommunikation med lav hastighed føre til kompensationsforsinkelser, hvilket alvorligt påvirker kvaliteten af elektrisk energi.

For det andet har den traditionelle kommunikationsarkitektur dårlig skalerbarhed og kompatibilitet, hvilket ikke er befordrende for udstyrets sammenkobling, der er fremhævet af Industry 4.0. I moderne fabrikker er der sandsynligvis forskellige mærker og modeller for strømudstyr. De traditionelle kommunikationsprotokoller er ikke i stand til at håndtere denne situation, fordi de traditionelle kommunikationsprotokoller ofte mangler standardiseret support, hvilket gør systemintegrationen ekstremt vanskelig. Desuden er den traditionelle arkitektur ikke i stand til at understøtte big data -analyse og fjernovervågning, som netop er en af de centrale kapaciteter, der kræves af Industry 4.0.

Nye krav

Kerneformålet med industri 4.0 er at opnå intelligent fremstilling gennem datadrevne metoder. Denne tendens kræver, at strømkompensationssystemet (som er en vigtig del af fabrikens magtinfrastruktur) skal tilpasse sig i overensstemmelse hermed. Den nye kommunikationsarkitektur skal opfylde følgende centrale krav.

For det første skal den nye kommunikationsarkitektur have høje realtidsydelse og høj pålidelighed. Produktionslinjerne i en industriel 4,0 -fabrik er meget automatiserede, og effektbelastningen bliver mere dynamisk. Under sådanne omstændigheder skal det reaktive strømkompensationssystem være i stand til at gennemføre dataindsamling, dataanalyse og udstedelse af kontrolinstruktioner inden for millisekunder. Dette kræver, at kommunikationsarkitekturen understøtter højhastighedsdatatransmission og har redundansmekanismer for at sikre, at kommunikationen ikke bliver afbrudt.

For det andet skal den nye kommunikationsarkitektur være åben og standardiseret. Industrial 4.0 understreger interoperabiliteten af enheder, så kommunikationsprotokollen for det reaktive strømkompensationssystem skal understøtte mainstream industrielle kommunikationsstandarder, såsom PROFINET, EtherCAT eller OPC UA. Disse aftaler muliggør ikke kun sømløse koordinationsforbindelser mellem forskellige enheder i elsystemet, men letter også integrationsfordelene mellem operationssystemet på lavere niveau og det øverste niveau styringssystem (såsom MES eller ERP), hvilket yderligere opnå lodret styring af data.

For det tredje skal den nye kommunikationsarkitektur til at understøtte kant computing og cloud computing. I forbindelse med industri 4.0 vokser mængden af data eksponentielt. Den traditionelle centraliserede databehandlingsmetode er ikke længere i stand til at opfylde kravene i det nye miljø. Den nye kommunikationsarkitektur er nødt til at understøtte kantkomputering, som gør det muligt for reaktive strømkompensationsenheder at ikke kun gennemføre nogle databehandlinger og beslutningstagning lokalt, men også uploade nøgledata til skyen til dybdegående analyse og optimering.

Nøgle teknisk sti

For at nå de førnævnte mål skal rekonfigurationen af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem udføres fra både hardware- og softwareperspektiver. Med hensyn til hardware skal den traditionelle RS485 eller kan busgrænseflader opgraderes til Ethernet-grænseflader og endda understøtte fiberoptisk kommunikation for at forbedre anti-interferensevnen under den reaktive effektkompensationsproces. Samtidig skal udstyret udstyres med en højtydende processor til understøttelse af kantcomputerfunktioner.

På softwareniveau skal kommunikationsprotokollestakken opgraderes omfattende. For eksempel kan vedtagelse af kommunikationsprotokoller baseret på TCP/IP, såsom MQTT eller DDS, opnå effektiv datatransmission og kommunikation mellem enheder. Derudover bør reaktivt strømkompensationsudstyr understøtte OPC UA -standarden for at muliggøre problemfri integration med andre intelligente enheder på fabrikken. OPC UA leverer ikke kun en samlet datamodel, men understøtter også informationssikkerhedsmekanismer, der fuldt ud opfylder datasikkerhedskravene i industrien 4.0.

En anden nøgleteknologi er introduktionen af software-defineret netværksteknologi (SDN). I traditionelle kraftsystemer er kommunikationsnetværket normalt konfigureret statisk. I forbindelse med industri 4.0 kan netværkskrav imidlertid ændre sig når som helst. SDN-teknologi muliggør den dynamiske rekonfiguration af kommunikationsnetværket, justering af båndbredde og routing i henhold til realtidskrav, hvilket sikrer, at kommunikationen af det reaktive strømkompensationssystem altid er i den optimale tilstand.

Faktiske fordele

Genopbygning af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem overvinder ikke kun begrænsningerne i den traditionelle arkitektur, men bringer også betydelige økonomiske og tekniske fordele for fabrikken.

For det første kan rekonfigurering af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem forbedre fabrikken og energieffektiviteten på fabrikken. En højhastighed og pålidelig kommunikationsarkitektur gør det muligt for det reaktive effektkompensationsudstyr mere nøjagtigt at spore belastningsændringer og opnå dynamisk kompensation og derved reducere linjetab og forbedre effektfaktoren. Baseret på det faktiske tilfælde af Ge Yue Electric kan det reaktive strømkompensationssystem med den nye kommunikationsarkitektur stabilisere effektfaktoren på over 0,95 og reducere strømtab med 5% til 10%.

For det andet kan rekonfigurering af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem markant reducere drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne på fabrikken. Det traditionelle reaktive strømkompensationssystem kræver normalt manuel inspektion og justering, mens den nye kommunikationsarkitektur understøtter fjernovervågning og forudsigelig vedligeholdelse. Gennem dataindsamling og analyse i realtid kan vedligeholdelsespersonale på forhånd registrere potentielle fejl på forhånd og undgå pludselige nedlukninger. Desuden reducerer standardiserede kommunikationsprotokoller kompleksiteten af systemintegration og sænker vanskeligheden ved senere opgraderinger og vedligeholdelse.

Endelig kan rekonfigurering af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem understøtte den intelligente opgradering af fabrikken. Industrial 4.0 er ikke kun intelligensen på en enkelt enhed, men samarbejdsoptimering af hele produktionssystemet. Det reaktive strømkompensationssystem, som en vigtig del af energiforvaltningen, er rekonfigurationen af dens kommunikationsarkitektur grundlaget for fabrikken for at opnå Energy Internet of Things (EIOT). Gennem effektiv interaktion med produktionsudstyr og energistyringssystemer kan fabrikken yderligere optimere energiforbruget og opnå visionen om grøn fremstilling.

Industri 4.0 har samlet højere krav til strøminfrastruktur for fabrikker, og den traditionelle reaktive strømkompensationssystem Kommunikationsarkitektur er ikke længere i stand til at tilpasse sig denne ændring. Som producent af lavspændingsreaktivt strømkompensationsudstyr mener Geyue Electric, at det er den eneste måde at opnå effektiv og intelligent reaktiv effektkompensation på at konfigurere kommunikationsarkitekturen. Ved at vedtage højhastighed, åben og sikre kommunikationsteknologier kan det reaktive strømkompensationssystem ikke kun forbedre sin egen ydelse, men kan også give solid støtte til den digitale transformation af fabrikker. I fremtiden, med den yderligere popularisering af teknologier som 5G og kunstig intelligens, vil vores virksomhed fortsat investere i udviklingen af kommunikationsarkitekturen i det reaktive strømkompensationssystem, hvilket indsprøjter mere innovativ vitalitet i Industry 4.0. Hvis du har brug for et professionelt team til at designe en reaktiv strømkompensationsløsning, der bedre opfylder kravene i Industry 4.0 til din fabrik, er du velkommen til at skrive tilinfo@gyele.com.cn.