PLC

阐述了客户侧泛在电力物联网智能感知技术研究背景，针对非介入式负荷辨识技术、随器计量技术、传感芯片技术、基于HPLC的用采高级应用技术、基于HPLC的双模通信技术等关键技术以及核心设备研制开发进行全面介绍。最后结合实践分享了公司在典型应用场景的探索。

工业是综合国力的根基、经济增长的主引擎、技术创新的主战场，也是建设制造强国、质量强国、数字中国等的重要支撑。加快推进新型工业化，是党中央着眼全面建成社会主义现代化强国作出的重要战略部署。中国电信全面响应党中央战略，面向新型工业化依托云网融合优势和科技创新能力，与工业界紧密协作，打造新型工业化高性能连接与计算底座，为做强做优做大新型工业化提供核心助力。在智能网络方面，中国电信推出全云化5G工业定制网，首创工业PON确定性技术体系、IP网络3.0体系架构等，打造满足工业场景要求的高性能确定性网络，形成了全要素的泛在连接能力，满足工厂内外工业场景数据传输对网络的需要；在智能制造方面，中国电信以工业应用为牵引，打通工业数据采集、汇聚、治理及应用的闭环，推出了具备海量协议适配、超高处理性能的标准化、通用化数采网关，研发了首个基于5G云边协同的云化PLC工业控制系统，实现工控软硬件、异构设备、端边云等多维数据采集的统一控制，助力企业柔性生产、智能制造升级。作为工业互联网领域的积极践行者，在中国工业互联网研究院的指导下，中国电信联合产业链各方，积极探索和实践基于新型工业网络架构的数采和云控应用，在煤矿、钢铁、化工、家电、装备等行业效果显著。本白皮书基于中国电信的实践经验，介绍了中国电信在工业网络、数据采集、云化控制方面的研究成果，推出翼云采、翼云控产品方案，并通过实际案例进行了深度剖析，可为产业界新型工业化的快速开展提供参考。展望未来，中国电信愿与产业链合作伙伴们聚力共赢，在工业网络、数据采集、云化控制领域持续技术创新、应用深化，推动数字技术与实体经济融合发展，赋能工业领域的数字化、网络化、智能化转型升级，共建新型工业化美好明天！

传统的蓄电池与蓄电池监测装置都是相互独立，蓄电池监测设备大多数安装繁冗，接线过多，需离线处理，在蓄电池智能管理、故障研判方面有所欠缺，在电池远程自动放电、修复方面缺乏有效技术手段等一些技术瓶颈，已经不适应当前在电力、通信、新能源、储能等领域大规模应用蓄电池的检测管理要求。基于蓄电池与监测一体的智慧电池技术，PLC通讯技术、物联网技术、以及大数据云平台技术，建立一套智能的专家型的电池诊断策略系统，兼顾安全性监测以及全周期寿命管理，彻底改变传统蓄电池监测结构，无需布线安装，对电网蓄电池监测管理系统的智能化、信息化建设和发展有现实意义。

5月18日，国网智芯公司自主研发的HPLC+HRF双模通信单元，在甘南藏族自治州夏河县安装投运，并接入国网甘肃省电力公司用电信息采集系统。此次投运标志着甘肃成为该产品在国内继北京之后的首个试点省份，为双模通信单元大规模接入电网奠定基础。

该项目以实现配电台区智能设备和传感器广泛互联和全面感知为目标，融合电力线载波和无线两种传输介质，支持多种通信模式，构建动态混合路由的配电台区边端多模通信网络，解决网络覆盖能力不足、重要事件上报不及时、生产营销数据不共享等问题，满足配电业务精益化管理需求，支撑配电网智能化建设。 在各种环境条件下，无需额外配置中继节点，多模通信网络实现了一张网地域全覆盖、设备全接入、应用全支持，达到了网络运行稳定、可靠、快速的预期效果。应用载波感知避让技术实现与台区用电信息采集网络的并存并行，通过数据伴听装置，在营销 HPLC 网络无感的情况下，实现用户用电信息数据的融合共享。

随着经济全球化的发展，矿山企业需通过矿山信息化、智慧化建设缓解日趋激烈的市场竞争压力。自2007年提出“两化融合、走新型工业化道路”至2020年《煤炭工业“十四五”发展意见》，可以看到国家的政策正致力推动我国智慧矿山建设和发展进程。矿山用带式输送机存在距离长设备多、耗电量大、运输皮带容易纵向撕裂等问题，且皮带机组管理操作复杂，人员管理不易到位，导致经常需要停产换带，井下人员安全事故频发进而造成的煤炭资源流失，损失较大。宁夏广天夏电子科技有限公司开发的基于视觉分析的矿山智能综合管理平台，将物联网、机器视觉与工业控制技术相结合，利用智能机器视觉分析设备、PLC设备，通过变频器、电机等可执行调速机构构建一个智能化、多功能、全天候的动态综合安全管理平台，可助力实现矿山智能高效安全生产。

随着PLC软件标准化和5G网络的发展,PLC从专用控制设备向软件功能服务转变,工业控制从现场向泛在、从软硬一体向软件定义方向演进。首先,通过分析工业控制系统演进趋势,提出以5G虚拟化PLC为技术底座的新型5G工控系统。其次,分别从架构、关键技术等方面阐述了5G虚拟化PLC的技术特点,并介绍了以5G工业网关为载体开展的5G虚拟化PLC技术实践。最后,展望虚拟化PLC的发展趋势,分析5G虚拟化PLC技术发展面临的挑战。

为合理利用电力线信道的稀疏特性，提高G3-PLC系统通信的可靠性，基于压缩感知(compressed sensing，CS)理论，提出一种稀疏度自适应的变步长前向后向匹配追踪(sparsity adaptive variable step size forward-backward pursuit，SA-VSSFBP)算法。该算法在前向后向匹配追踪算法(forward-backward pursuit，FBP)的基础上引入变步长自适应的思想，于迭代初期选择大步长以减小迭代次数，迭代后期使用小步长获得精确估计。同时利用原子匹配度测试进行稀疏度预估计，确保逼近真实稀疏度的前提下，加快迭代速度，减少算法运行的时间。仿真实验结果表明，对比传统的信道估计方式，压缩感知信道估计方式具有更优越的性能，且相较于正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit，OMP)与FBP的压缩感知信道估计算法，文章提出的算法能够在保证精度与步长为1的FBP相当的情况下算法效率分别能够提升24.14%和47.2%。

该技术产品主要用于各种工业过程的自动控制。该产品包含中央处理器（CPU）模块，数字量、模拟量等各种工业信号的数据采集模块和通讯模块，支持IEC61131-3标准的编程语言，具备文件读写、数据高速存储等功能。该产品实现核心器件、嵌入式软件、程序编译软件全自主开发，具备完全自主可控的能力。产品的环境适应性、电磁兼容性和可靠性等指标通过了工信部赛西实验室的测试（CNAS、ilac-MRA认证）。该产品已在陆上1.5MW、陆上2.0MW、海上5MW、海上7MW等多款机型、多种场景实现了示范应用，并完成了超过100台（套）的批量应用，应用后的载荷安全性和发电性能经第三方权威机构评估，均优于应用前。经过院士专家组鉴定，该成果整体技术达到国际先进水平。

HPLC在配电通信网中广泛使用，但其通信承载能力已近饱和，无法满足秒级实时电网调控业务需求，亟需改善提升。本报告首先对电网低碳转型加速推进的形势下，电源侧、负荷侧采集、控制通信需求进行了分析，提出HPLC的现状和不足，在此基础上，介绍HPLC优化提升及多业务承载优化方案，并阐述了引入5G编码调制、MIMO等技术，研发新一代SPLC的构想及合作开发计划。最后对SPLC的应用前景进行了展望。