在工業(yè)4.0和智慧工廠(chǎng)快速發(fā)展的背景下，電力穩(wěn)定性成為保障生產(chǎn)連續(xù)性的關(guān)鍵。本文結(jié)合客戶(hù)案例展示GCOM80-2NET-E方案如何通過(guò)數(shù)據(jù)防沖突機(jī)制和高效傳輸解決傳統(tǒng)問(wèn)題，助力電力保障智能化升級(jí)。

?行業(yè)介紹

隨著工業(yè)4.0與智慧工廠(chǎng)的推進(jìn)，生產(chǎn)場(chǎng)景對(duì)電力穩(wěn)定性的需求持續(xù)升級(jí)。工業(yè)自動(dòng)化滲透率突破65%的背景下，應(yīng)急電源設(shè)備（如UPS、EPS）成為保障生產(chǎn)連續(xù)性、規(guī)避突發(fā)斷電風(fēng)險(xiǎn)的核心基礎(chǔ)設(shè)施?。我國(guó)雙碳政策與新基建戰(zhàn)略的落地，進(jìn)一步推動(dòng)應(yīng)急電源向高可靠性、智能化方向迭代，行業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)2025年突破1200億元?。

1. 應(yīng)急電源

應(yīng)急電源通常分為兩類(lèi)：UPS與EPS。兩者的核心工作點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景雖不一致，但核心功能均是在市電斷電時(shí)提供應(yīng)急電源。具體差異如表1所示：

表1 UPS與EPS差異對(duì)照表

由于UPS電源在斷電再供電切換速度快的特點(diǎn)，其單個(gè)設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間、電池電量狀態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)需要集中化管理，用于能耗分析、設(shè)備管控。

2.UPS電源

• 運(yùn)作方式?：動(dòng)態(tài)式、靜態(tài)式?；
• ?工作原理?：后備式（離線(xiàn)式）、在線(xiàn)式、在線(xiàn)互動(dòng)式?；

?其他維度?：備用時(shí)間、結(jié)構(gòu)形態(tài)、電池類(lèi)型等。

?客戶(hù)方案

方案中，電池到交流電源的轉(zhuǎn)換器（逆變器）始終連接到UPS的輸出端。當(dāng)輸入交流電源正常時(shí)，逆變器反向操作可為電池充電；一旦輸入電源出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打開(kāi)，通過(guò)電池向UPS輸出端供電。框圖如圖1所示：

圖1 UPS工作原理示意圖

在圖1的工作原理示意圖中，UPS狀態(tài)一直處于被監(jiān)測(cè)狀態(tài)。因此，當(dāng)UPS批量化部署時(shí)，就需要將UPS數(shù)據(jù)匯總。示意圖如圖2所示：

圖2 UPS部署示意圖

在圖2中，GCOM80-2NET-E南向與UPS通過(guò)Modbus連接，北向通過(guò)以太網(wǎng)與交換機(jī)連接，數(shù)據(jù)傳輸至不同的PC上。GCOM80-2NET-E整體工作模式為Modbus RTU轉(zhuǎn)Modbus TCP，電腦PC作為客戶(hù)端。

然而，在此場(chǎng)景下，用戶(hù)的業(yè)務(wù)邏輯可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)沖突問(wèn)題。例如，當(dāng)PC端同時(shí)向網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送命令時(shí)，傳統(tǒng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備在接收到PC指令后，只會(huì)接收當(dāng)前最新的指令，無(wú)法對(duì)其他指令進(jìn)行緩存，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或查詢(xún)失敗。而GCOM80-2NET-E則可以進(jìn)行Modbus數(shù)據(jù)緩存，對(duì)于普通的單寄存器查詢(xún)，能夠保證每條查詢(xún)指令不丟失。

?方案核心優(yōu)勢(shì)

1. 國(guó)產(chǎn)化適配?

• 主器件全國(guó)產(chǎn)化（GCOM80-2NET-P型號(hào)），硬件接口滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)需求；
• 可靠性指標(biāo)?：MTBF無(wú)故障時(shí)間達(dá)492,295.6小時(shí)。

?2. 數(shù)據(jù)防沖突機(jī)制?

傳統(tǒng)模式缺陷?：多指令并發(fā)時(shí)僅響應(yīng)最新指令，易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失；

GCOM80-2NET-E優(yōu)化?：支持Modbus數(shù)據(jù)緩存，確保單寄存器查詢(xún)指令不丟失；提供多模式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及沖突規(guī)避邏輯?。

3. 實(shí)測(cè)驗(yàn)證與性能提升

?多客戶(hù)端場(chǎng)景?：在PC端并發(fā)查詢(xún)壓力下，設(shè)備通過(guò)緩存隊(duì)列和優(yōu)先級(jí)調(diào)度實(shí)現(xiàn)零丟包；

?轉(zhuǎn)換效率?：Modbus RTU至TCP轉(zhuǎn)換延遲低于10ms，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監(jiān)控需求?。