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智能电网领域怎么运用以太网?

供稿:中国工控网 2016/5/26 9:27:28

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  • 关键词: 智能电网 以太网
  • 摘要:本文针对智能电网领域如何运用以太网的问题进行了详细的分析,并提出了相应的建议。

                                       

  物联网(IoT)将以太网推进到一些新领域——生产线、酒店房间、农场收割机或机翼内部,当工艺工程师、控制系统工程师、酒店设计师、电网操作人员及其他业务执行人员操作物联网的数据中断和电源时,需要连接的设备将从数以千计增加到百万级。对于网络人员而言,下一波挑战来自于部署物联网系统的业务线,并且将会打破传统网络过程与控制。最终,网络团队将需要学习如何帮助其他团队推动业务前进。

  Forrester将物联网系统定义为由机器到机器(Machine-to-Machine,M2M)技术支持的系统。Forrester将M2M技术定义为利用物理资产或人力来收集和转换信息的技术。物联网系统将创造出一个新的创新纪元,它基于所收集的位置、状态或对象与资产的存在性,对信息执行风险和可能性分析,然后提出可选方法并采取行动。这个领域有几个非常有趣的研究案例,如星球球表研究院(PlanetarySkinInstitute)的星球球表(PlanetarySkin)项目和惠普的地球中枢神经系统(CentralNervousSystemfortheEarth,CeNSE)。

  谁将使用物联网?

  物联网系统首先将进入许多工业部门,如制造业、零售业和酒店行业等。在很多时候,业务干系人将推动物联网系统的部署,并且会更加直接地参与技术决策过程。

  最近,一些行业的实体领域已经开始进入物联网,如制造工厂、仓库、农场和变电站。例如,制造设备供应商(如洛克威尔和西门子)推出了基于以太网/IP的全自动化设备和网络。以太网/IP基于TCP/IP套件,使用TCP完成信息的消息传输,使用UDP来完成I/O的消息传输。除了将不同供应商的设备连接到生产线上,产品工程师还可以与流程/制造工程师一起在生产过程中修改产品。这些优点可以扩展到供应链和制造商的客户,因为所有这些系统都可以实现互连,根据生产的实时要求进行交付。

                                                                                   

  工业自动化和控制系统网络已经远离了以太网的专用通信协议和供应商特有的通信协议。这是由几个因素决定的,其中包括寻找支持资源的难度、站点特有的控制和互操作问题等方面。

  通过使用纳米传感器、输入/输出设备(例如,灯光开关)和可编程自动控制器(PAC),工厂经理、流程工程师和业务所有人就可以从另一端部署、控制和报告工厂状态,使多种子系统协调工作,共同提供效率和产品质量。

  让能源供应与需求相匹配

  在能源领域,通过可再生能源、随距离调整需求、连网和智能传感器,我们就可以根据实时信息和控制系统适配输电网的输入输出功率。以太网提供了最健壮、最具成本效益的通用平台,它能够让原本分散的系统变得可以共享信息。电源工程师正在变电站、发电厂、客户位置等安装支持IP的设备,如路由器、交换机和笔记本,用于实时监控和控制来自中心位置的能源。

  信息技术系统将给电站人员提供控制和保护机制,从而增强电网的可靠性和效率。而且,对于使用大量可再生发生资源的电网,它的操作与控制将依赖于这些机制的可用性和实现方式。其他依赖于天气条件(风力、阳光和雨水等)的电力则必须在特定位置收集,然后再通过输电线路输送到能源短缺地区。

  在建设方面,资产管理公司和多产权所有人已经增加了他们在智能楼宇方面的投资,并且将它视为他们与竞争对手的异质点。一些更激进的公司还向商业公司提供根据所使用资源数量的多少来定价的可变租赁协议,因为智能楼宇已经能够给所有人提供这些信息。市政工程师和建筑师已经在楼宇设计中加速这些技术的应用,以便支持这种需求。

  网络挑战

  通常,让网络人员接手一个新任务要比交给其他人更容易一些。现有的网络团队在应付数据中心的配置需求变化已经困难重重了,他们很难再支持用户的移动设备网络访问。商业公司并没有足够的资源去设计、部署、管理和升级基础架构,因为它们要支持一个设备数量从几百增长到几百万的新边缘网络。                                            

  建议

  因为技术已经渗透到核心业务流程,所以有一些基础架构和运维人员已经将全副精力投入到保护网络不受非技术用户的影响,以及保护用户不受其他用户的影响。他们并不是创建一个离不开网络团队的环境,而是让自己与外界隔离了——他们不仅仅不受业务、基础架构和运维团队的重视,也无法持续创新,因为他们自己已经深陷于各种复杂任务。现在的模型已经不适用了,它不具有可持续性,但是还有另一种方法:

  网络人员必须清楚一点:没有任何一个团队可以搞定一切。网络组织需要使用一些系统来帮助其他组织。它可以先从网络访问控制开始。Forrester访问过的大多数基础架构和运维人员都认为,人力资源、法律和业务人员都应该开发一些可接受使用政策,平衡企业文化、常识和业务目标,降低企业的风险。网络人员不要试图去理解业务目标和政策,而要将精力投入到建设一个能够通过标准接口容纳业务政策与信号的网络基础架构。

  网络执行官必须与业务干系人建立良好关系。这样就可以保证他们能够在第一次物联网讨论会上获得一个席位。这并不意味着放弃对于网络的支配权,也不是将由业务人员来设计和管理数据中心网络。相反,网络团队可以由此培养和建立管理和保护措施。

  网络人员应该拥抱从外围IT学习的经验教育:全面质量管理(Totalqualitymanagement,TQM)是一种强调让全体员工共同持续改进客户满意度的方法。TQM经理能够获得员工的信任,鼓励他们解决问题,鼓励跨部门的协作。他们会监控和调整这个过程,但是不会试图控制员工。

  智能楼宇系统可以提供一种计算机化的电子设备智能网络,它专门用来监控和控制建筑物中的机械、电子和照明系统(百叶窗、灯光、供暖、制冷、通风和变色窗户)。

  现在,它能够高效经济地生产直接运行在以太网内的控制器和I/O控制器,支持以太网连接的优点,同时不需要使用网关、终端服务器或其他硬件。以太网TCP/IP功能直接位于控制器设备之内,因此用户可以在需要时用现有的企业网络连接主系统主干网。因此,这样可以大大节约成本、改进数据访问和简化网络管理。

           

审核编辑(王静)
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