辽宁新发展5G+工业PON融合组网 实时调整冶炼设备的工作电流

以 5G 和工业 PON 为代表 的新型网络契合镁砂冶炼行业需求，可充分连接电熔镁砂冶炼设备、工业传感器 和实时摄像头等现场设备，在高温、高粉尘的生产环境中，尤其在夜间生产状态 下，可大大降低现场人员工作负重，减少镁炉熔穿带来的生产损耗，同时通过 5G+工业 PON 网络可实现实时调整冶炼设备的工作电流，来减少企业用电能耗。 中国电信联合东北大学流程工业国家重点实验室为辽宁新发展耐火材料集 团公司电熔镁砂生产场景实施升级改造，主要建设内容包括镁炉等现场设备的升 级，基于 5G+工业 PON 的系统通信模式的部署，控制系统、工况识别系统的更 替，大型服务器集群的搭建等。

如下图所示，本案例采用 5G 公网和工业 PON 专网结合的方式进行部署， 将网络与云融合部署应用。5G 组网方案主要通过终端设备增加 5G 模组或连接 CPE 设备，来接入 5G 宏站、5G 核心网，进一步实现 Internet 访问功能。工业 PON 专网方案是将 PON 系统设备（局端设备 OLT、无源光分配网络 ODN、终端设备 ONU）下沉到工厂部署，采用 P2MP 模式，在工业现场部署 ONU，在工 厂机房部署 OLT。客户终端（机器设备、PLC、摄像头等）靠近接入 ONU，通 过ODN无源光分配网络汇聚与局端设备OLT连接，完成设备数据的传输及汇聚。

与此同时，在工厂机房部署了工业 PON 自服务平台，用于实时监测工业 PON 网络运行状态和故障告警等，并且配合工业控制需求进行工业 PON 网络的动态 配置，将业务需求与网络能力配合起来。已部署应用的工业 PON 专网支持上下 行对称 10Gbps，满足上行大带宽业务的传输需求。该平台可接入 2000 个工厂终 端，满足了工厂未来 10 年新增终端的接入需求，无需改造即插即用，可提供时 延<1ms、抖动<1ms 的数据传输能力，来支持稳定性业务传输需求。在工厂机房 中，与 OLT 背靠背部署核心交换机、控制云服务器、边缘控制器和企业智能业 务系统，通过工业 PON 网络传输的生产数据、控制数据在企业业务平台、控制 系统中进行数据分析和智能应用，有效支撑电熔镁砂工厂数字化转型需求。

在电熔镁砂生产厂区中，采用 5G 网络连接监控摄像头、手持终端等设备， 将工业现场数据远程传输到控制平台，满足远程实时监控的需求；采用工业 PON 承载生产网，连接 PLC、工业相机、生产机柜等设备，实现工业设备与边缘控制 器、控制云服务器以及工业 PON 自服务平台的组网；采用确定性工业 PON 技术 承载电熔镁炉闭环控制业务，根据控制平台实时分析监控数据的结果做出决策， 实时调整电熔镁炉闭环控制系统。

本案例利用 5G+工业 PON 融合组网架构大带宽、低时延、高可靠能力，解 决电熔镁砂冶炼行业痛点问题，显著降低了用电能耗，提升了智能制造水平，对 于该行业具有典型示范意义。首先，该案例实现了生产过程减人化：通过实时监 控现场镁炉熔炼，采集镁炉熔炼三相交流电数据进行综合分析，判断现场生产情况，通过控制器下达指令以实时调整镁炉熔炼，在人员投入方面相较于传统人工 操作方式降低 75%。二是节能减排，降低用电能耗：通过 AI 智能化监控系统将 能耗数据实时采集并分析，合理优化设备用电策略，与改造前系统对比可节约 5%左右能耗。三是提升生产设备使用率：相比传统纯人工监控的方式，AI 智能 监控及闭环回路控制的方式，有效降低了镁炉烧穿而导致的设备报废率和损坏率， 根据当前应用情况估算，平均每年可减少大于 3 次的电熔镁炉更换和大修工作