Miksi sanotaan, että teollisuuden 4.0 tehtaissa reaktiivisten voimankorvausjärjestelmien viestintäarkkitehtuuri on rakennettava uudelleen?

Teollisuuden 4.0 ERA: n, Geyue Electricin, toteuttamisen aikana valmistajanamatalan jännitteen reaktiivisen tehonkorvauslaitteet, Yrityksemme on syvästi tunnustanut, että älykkyydestä, digitalisoinnista ja verkottumisesta on tullut nykyaikaisten tehtaiden kolmea ydinominaisuutta. Reaktiivisten tehonkorvausjärjestelmien perinteinen viestintäarkkitehtuuri ei enää pysty täyttämään Industrial 4.0: n korkeampia vaatimuksia korvauksen tehokkuuden, joustavuuden ja luotettavuuden suhteen. Reaktiivisten tehonkorvausjärjestelmien viestintäarkkitehtuurin rekonstruointi ei ole vain väistämätön valinta teknologisen päivityksen suhteen energiankorvauksen alalla, vaan myös avaintoimenpide tehdasenergiatehokkuuden parantamiseksi ja käyttökustannusten vähentämiseksi.

Rajoitukset

Perinteiset reaktiiviset tehonkorvausjärjestelmät käyttävät yleensä kovia johdotuksia tai yksinkertaisia kenttäviestintämenetelmiä, kuten Modbus RTU tai CAN Bus. Nämä viestintämenetelmät suoritettiin riittävästi aiemmassa teollisuusympäristössä, mutta niiden rajoitukset ilmenevät yhä enemmän teollisuuden 4.0 yhteydessä. Ensinnäkin perinteisten viestintäarkkitehtuurien tiedonsiirtoaste on suhteellisen alhainen, mikä ei pysty täyttämään reaaliaikaisen dynaamisen kompensointia koskevia vaatimuksia. Teollisuuden 4.0 ympäristössä voimankuorman vaihtelut ovat yleisempiä, ja reaktiivisten tehonkorvauslaitteiden on reagoitava nopeasti ruudukkojen muutoksiin. Hidan nopeuden viestintä voi kuitenkin johtaa kompensointiviiveisiin, mikä vaikuttaa vakavasti sähköenergian laatuun.

Toiseksi perinteisellä viestintäarkkitehtuurilla on huono skaalautuvuus ja yhteensopivuus, mikä ei edistä laitteiden yhteenliittymiä, joita teollisuus 4.0 korostaa. Nykyaikaisissa tehtaissa on todennäköisesti erilaisia tuotemerkkejä ja voimalaitteiden malleja. Perinteiset viestintäprotokollat eivät pysty käsittelemään tätä tilannetta, koska perinteisistä viestintäprotokollista puuttuu usein standardisoitu tuki, mikä tekee järjestelmän integroinnista erittäin vaikeaa. Lisäksi perinteinen arkkitehtuuri ei pysty tukemaan Big Data -analyysiä ja etävalvontaa, mikä on juuri yksi teollisuuden 4.0 edellyttämistä ydinominaisuuksista.

Uudet vaatimukset

Teollisuuden 4.0 päätavoite on saavuttaa älykäs valmistus tietopohjaisilla menetelmillä. Tämä suuntaus edellyttää, että energiankorjausjärjestelmän (joka on tärkeä osa tehtaan tehon infrastruktuuria) on mukauduttava vastaavasti. Uuden viestintäarkkitehtuurin on täytettävä seuraavat keskeiset vaatimukset.

Ensinnäkin uudella viestintäarkkitehtuurilla on oltava korkea reaaliaikainen suorituskyky ja korkea luotettavuus. Teollisuuden 4,0 tehtaan tuotantolinjat ovat erittäin automatisoituja, ja tehokuorma muuttuu dynaamisemmaksi. Tällaisissa olosuhteissa reaktiivisen tehonkorvausjärjestelmän on kyettävä suorittamaan tiedonkeruu, tietojen analysointi ja säätöohjeiden antaminen millisekunnissa. Tämä vaatii viestintäarkkitehtuuria nopean tiedonsiirron tukemiseksi ja redundanssimekanismien hallussaan sen varmistamiseksi, että viestintä ei keskeydy.

Toiseksi uuden viestinnän arkkitehtuurin on oltava avoin ja standardisoitu. Industrial 4.0 korostaa laitteiden yhteentoimivuutta, joten reaktiivisen tehonkorvausjärjestelmän viestintäprotokollan on tuettava valtavirran teollisuuden viestintästandardeja, kuten Profinet, Ethercat tai OPC UA. Nämä sopimukset eivät vain mahdollista saumattomia koordinointiyhteyksiä sähköjärjestelmän eri laitteiden välillä, vaan helpottavat myös integraatiohyötyjä alemman tason käyttöjärjestelmän ja ylemmän tason hallintajärjestelmän (kuten MES tai ERP) välillä, mikä saavuttaa edelleen tietojen pystysuuntaista hallintaa.

Kolmanneksi uuden viestinnän arkkitehtuurin on tuettava Edge Computing- ja pilvipalveluita. Teollisuuden 4.0 yhteydessä tietojen määrä kasvaa eksponentiaalisesti. Perinteinen keskitetty tietojenkäsittelymenetelmä ei enää pysty täyttämään uuden ympäristön vaatimuksia. Uuden viestinnän arkkitehtuurin on tuettava Edge Computing -sovellusta, joka mahdollistaa reaktiivisen tehonkorvauslaitteet paitsi täydentämään jonkin tiedonkäsittelyn ja päätöksentekoa paikallisesti, vaan myös ladata avaintiedot pilveen perusteellista analyysiä ja optimointia varten.

Keskeinen tekninen polku

Edellä mainittujen tavoitteiden saavuttamiseksi reaktiivisen voimankorvausjärjestelmän viestintäarkkitehtuurin uudelleenmääritys on suoritettava sekä laitteisto- että ohjelmistoperspektiivistä. Laitteistojen suhteen perinteinen RS485 tai Bus-rajapinnat on päivitettävä Ethernet-rajapinnoihin ja jopa tuettava kuituoptinen viestintä parantamaan interferenssin vastaista kykyä reaktiivisen tehon kompensointiprosessin aikana. Samanaikaisesti laitteet on varustettava korkean suorituskyvyn prosessorilla reunalaskentatoimintojen tukemiseksi.

Ohjelmistotasolla viestintäprotokollapino on päivitettävä kattavasti. Esimerkiksi TCP/IP: hen, kuten MQTT tai DDS, perustuvien viestintäprotokollien käyttöönotto voi saavuttaa tehokkaan tiedonsiirron ja viestinnän laitteiden välillä. Lisäksi reaktiivisen tehonkorvauslaitteiden tulisi tukea OPC UA -standardia saumattoman integroinnin mahdollistamiseksi muihin tehtaan älykkäisiin laitteisiin. OPC UA ei vain tarjoa yhtenäistä tietomallia, vaan tukee myös tietoturvamekanismeja täyttäen täysin teollisuuden 4.0 tietoturvavaatimukset.

Toinen avaintekniikka on ohjelmistomääritetyn verkottumisen (SDN) tekniikan käyttöönotto. Perinteisissä sähköjärjestelmissä viestintäverkko on yleensä staattisesti määritetty. Teollisuuden 4.0 yhteydessä verkkovaatimukset voivat kuitenkin muuttua milloin tahansa. SDN-tekniikka mahdollistaa viestintäverkon dynaamisen uudelleenkonfigurointin, säätämällä kaistanleveyttä ja reititystä reaaliaikaisten vaatimusten mukaan, mikä varmistaa, että reaktiivisen tehon kompensointijärjestelmän viestintä on aina optimaalisessa tilassa.

Todelliset edut

Reaktiivisen voimankorvausjärjestelmän viestinnän arkkitehtuurin rekonstruointi ei vain ylitä perinteisen arkkitehtuurin rajoituksia, vaan tuo myös merkittäviä taloudellisia ja teknisiä hyötyjä tehtaalle.

Ensinnäkin reaktiivisen tehonkorvausjärjestelmän viestintäarkkitehtuurin uudelleen määrittäminen voi parantaa tehtaan tehon laatua ja energiatehokkuutta. Nopea ja luotettava viestintäarkkitehtuuri mahdollistaa reaktiivisen tehon kompensointilaitteet kuormitusmuutosten tarkemmin ja saavuttaa dynaaminen kompensointi, vähentäen siten linjahäviöitä ja parantaa tehokerrointa. Ge Yue Electricin todellisen tapauksen perusteella reaktiivisen tehon kompensointijärjestelmä uuteen viestintäarkkitehtuuriin voi vakauttaa tehokertoimen yli 0,95 ja vähentää tehonmenetystä 5% - 10%.

Toiseksi reaktiivisen energiankorvausjärjestelmän viestintäarkkitehtuurin uudelleenmäärittäminen voi vähentää tehtaan käyttö- ja ylläpitokustannuksia merkittävästi. Perinteinen reaktiivinen tehonkorvausjärjestelmä vaatii yleensä manuaalista tarkastusta ja säätämistä, kun taas uusi viestintäarkkitehtuuri tukee etävalvontaa ja ennustavaa ylläpitoa. Reaaliaikaisen tiedonkeruun ja analyysin avulla huoltohenkilöstö voi havaita mahdolliset viat etukäteen välttäen äkillisiä sammutuksia. Lisäksi standardisoidut viestintäprotokollat vähentävät järjestelmän integroinnin monimutkaisuutta ja vähentävät myöhempien päivitysten ja ylläpidon vaikeuksia.

Lopuksi reaktiivisen voimankorvausjärjestelmän viestinnän arkkitehtuurin uudelleen määrittäminen voi tukea tehtaan älykästä päivitystä. Industrial 4.0 ei ole pelkästään yhden laitteen älykkyys, vaan koko tuotantojärjestelmän yhteistyöoptimointi. Reaktiivisen voimankorvausjärjestelmä tärkeänä osana energianhallintaa sen viestinnän arkkitehtuurin uudelleenkonfigurointi luo perustan tehtaalle esineiden energian (EIOT) saavuttamiseksi. Tehokkaan vuorovaikutuksen avulla tuotantolaitteiden ja energianhallintajärjestelmien kanssa tehdas voi edelleen optimoida energian käytön ja saavuttaa vihreän valmistuksen visio.

Teollisuus 4.0 on nostanut tehtaiden teho -infrastruktuurin suurempia vaatimuksia, ja perinteinen reaktiivisen voimankorvausjärjestelmän viestintäarkkitehtuuri ei enää pysty sopeutumaan tähän muutokseen. Matalajännitteisten reaktiivisten tehonkorvauslaitteiden valmistajana Geyue Electric uskoo, että viestintäarkkitehtuurin uudelleenkonfigurointi on ainoa tapa saavuttaa tehokas ja älykäs reaktiivisen voimankorvaus. Hyväksymällä nopea, avoin ja turvallinen viestintätekniikka reaktiivisen tehonkorvausjärjestelmä ei vain parantaa omaa suorituskykyään, vaan myös tarjota vankkaa tukea tehtaiden digitaalimuutokselle. Jatkossa, kun tekniikat, kuten 5G ja tekoäly popularisoivat edelleen, yrityksemme jatkaa investointeja reaktiivisen voimankorvausjärjestelmän viestinnän arkkitehtuurin kehitykseen injektoimalla innovatiivisempaa elinvoimaa teollisuuteen 4.0. Jos tarvitset ammattimaisen tiimin suunnittelemaan reaktiivisen voimankorvausratkaisun, joka vastaa paremmin teollisuuden 4.0 vaatimuksia tehtaallesi, kirjoita vapaastiinfo@gyele.com.cn.