工业4.0下，应急电源的智能化升级之路

 

 

在工业4.0和智慧工厂快速发展的背景下，电力稳定性成为保障生产连续性的关键。本文结合客户案例展示GCOM80-2NET-E方案如何通过数据防冲突机制和高效传输解决传统问题，助力电力保障智能化升级。

 

 行业介绍

 

随着工业4.0与智慧工厂的推进，生产场景对电力稳定性的需求持续升级。工业自动化渗透率突破65%的背景下，应急电源设备（如UPS、EPS）成为保障生产连续性、规避突发断电风险的核心基础设施‌。我国双碳政策与新基建战略的落地，进一步推动应急电源向高可靠性、智能化方向迭代，行业规模预计2025年突破1200亿元‌。

 

1. 应急电源
 

应急电源通常分为两类：UPS与EPS。两者的核心工作点与应用场景虽不一致，但核心功能均是在市电断电时提供应急电源。具体差异如表1所示：

表1 UPS 与 EPS 差异对照表

由于UPS电源在断电再供电切换速度快的特点，其单个设备的响应时间、电池电量状态监测等数据需要集中化管理，用于能耗分析、设备管控。

2. UPS电源
 

• 运作方式‌：动态式、静态式‌；
• ‌工作原理‌：后备式（离线式）、在线式、在线互动式‌；

‌其他维度‌：备用时间、结构形态、电池类型等。

 

 客户方案

 

方案中，电池到交流电源的转换器（逆变器）始终连接到UPS的输出端。当输入交流电源正常时，逆变器反向操作可为电池充电；一旦输入电源出现故障，转换开关打开，通过电池向UPS输出端供电。框图如图1所示：

图1 UPS工作原理示意图

 

在图1的工作原理示意图中，UPS状态一直处于被监测状态。因此，当UPS批量化部署时，就需要将UPS数据汇总。示意图如图2所示：

图2 UPS部署示意图

 

在图2中，GCOM80-2NET-E南向与UPS通过Modbus连接，北向通过以太网与交换机连接，数据传输至不同的PC上。GCOM80-2NET-E整体工作模式为Modbus RTU转Modbus TCP，电脑PC作为客户端。

然而，在此场景下，用户的业务逻辑可能会出现数据收发冲突问题。例如，当PC端同时向网关设备发送命令时，传统模式下，网关设备在接收到PC指令后，只会接收当前最新的指令，无法对其他指令进行缓存，从而导致数据丢失或查询失败。而GCOM80-2NET-E则可以进行Modbus数据缓存，对于普通的单寄存器查询，能够保证每条查询指令不丢失。

 

 方案核心优势

 

1. 国产化适配‌

• 主器件全国产化（GCOM80-2NET-P型号），硬件接口满足工业级需求；
• 可靠性指标‌：MTBF无故障时间达492,295.6小时。

‌2. 数据防冲突机制‌

传统模式缺陷‌：多指令并发时仅响应最新指令，易导致数据丢失；

GCOM80-2NET-E优化‌：支持Modbus数据缓存，确保单寄存器查询指令不丢失；提供多模式数据转换及冲突规避逻辑‌。

3. 实测验证与性能提升

‌多客户端场景‌：在PC端并发查询压力下，设备通过缓存队列和优先级调度实现零丢包；

‌转换效率‌：Modbus RTU至TCP转换延迟低于10ms，满足实时监控需求‌。