近日，世界移动通信大会（MWC上海）揭晓了2024亚洲移动大奖，上海宝钢联合上海电信、华为打造的“5G确定性网络在智能制造中的应用”项目荣获2024年亚洲5G行业创新奖。该项目利用华为风筝L+OT-UPF工控方案探索了 “5G确定性网络”在钢铁行业智慧专网中的应用，并在此基础上研发出新型控制架构技术，以便捷实现钢铁制造中多工序协同动态过程的控制。
“从0到1”构建可靠的工控系统
钢铁行业是应用场景最复杂、要求最严苛的行业之一。当前5G在钢铁行业尚处于初级应用阶段，主要体现在园区管理、物流跟踪、智慧料场、无人天车、无人巡检等场景。5G真正深入钢铁生产流程，需要解决的不仅是设备组网、设备远程控制等问题，更需要构建可靠、高效的工控系统。
为了满足钢厂高可靠、高安全的生产要求，上海电信为宝钢厂区部署了专用5G基站，为了减少大网升级等操作对生产的影响，将5GC下沉到园区机房，“通过5G确定性网络实现了宝钢工业控制系统从‘0’到‘1’的开拓性实践，该技术成果整体技术达到了国际先进水平，其中，5G在轧钢控制中的应用处于国际领先水平，标志着宝钢智能控制技术发展进入了一个新阶段。”上海电信工业和服务业大客户部总经理汤凯锋表示。
“一网多用”承载技术创新
钢板生产过程中，参数需要达到了最精准的平衡点，才能保障其均匀的厚度；一个张力控制不好，钢带就产生褶皱。精细而高质量的钢材生产离不开稳定的时延及控制周期。5G可以缩短生产线建设或改造的工程周期，在低时延、高可靠生产方面具有天然优势，也能够实现“一网多用”，承载生产线摄像头、声音、震动传感器等多路生产信号。
为满足工控场景低时延要求，宝钢在电气室内部署专用的5G OT-UPF，并启动分类分级保障功能满足一网多用场景下工控业务不受干扰，OT- UPF与新型控制架构服务器连接起来，构成一套完整、安全的5G专用网络，所有生产数据都会留在5G专网之内。
“双层架构”助力精益生产
上海宝钢联合合作伙伴通过5G将原先工厂常见的串行控制结构，即从现场设备到PLC、SCADA，再到MES、ERP等控制结构改变成成云和端的两层结构。结构改变后，端侧为现场设备，云侧将PLC、SCADA、MES、ERP集中地进行云化部署，它们中间通过5G确定性专网实现可靠连接。
控制结构的改变具有显著优势。其一，将原先一个个封闭的、垄断的环节进行融合，使得数据交互和控制更为安全、自主、可控；其二，在生产过程中难免会有工艺的误差，因为原来是分布式的结构，各环节之间的误差情况无法实时感知。数据虚拟化集中在云侧后，其交互更为便捷和迅速，即使出现误差也可以通过算法及时校正，使得精度控制更为准确。
对于今后的发展，宝钢股份设备部通信技术负责人表示，2024年，宝钢宝山基地将完成全量下沉5G核心网，以及无线数据采集平台的建设，为5G工业应用奠定数据传输基座。此外，随着 5G-A技术的正式商用，宝钢也将进一步探索更高带宽、更低时延的数据传输在工业控制领域的实际应用。
