（2024年）06灵石中煤化工5G智慧园区项目
06 灵石中煤化工5G智慧园区项目
所在地市：晋中市
参与单位：灵石中煤化工有限责任公司、中国联合网络通信有限公司晋中分公司
技术特点：中煤化工的平台网络基础设施建设采用5G技术进行全厂区的5G网络覆盖，扩展了企业基础网络覆盖面，提升了基础网络的接入能力、并发处理能力、网络的容错率，为企业未来的信息应用扩展建设打下良好的基础网络环境。
应用成效：灵石中煤化工5G专网建设完成以后，企业工业互联网+危化安全生产大部分应用均搭载5G专网进行数据传输，如定位系统、智能巡检、视频智能分析、特殊作业智能管理系统等，以及未来物联网感知、视频感知、卫星感知等都需要高带宽、低延时的5G网络做保证。
一、企业简介
灵石中煤化工有限责任公司隶属中煤能源集团下属的中煤焦化控股有限责任公司，于2007年8月成立，位于山西八大焦化基地之一的灵石中煤循环经济工业园（段纯镇志家庄村东），占地面积约210亩，项目总投资约10亿元，利用中煤九鑫焦化公司富余的3.15亿立方米/年焦炉煤气生产18万吨合成氨、30万吨尿素产品。
二、案例背景
目前中煤化工已有采集设备均靠有线传输，很多特殊场景下不适合采用有线传输，对于摄像头及传感器等的传输急需用5G无线方案来补充。企业内部各系统相互独立，难以进行业务打通，没有基于工业互联网平台建设，多个系统多个账号使用混乱，没有形成完整的安全数字化管理体系。
三、实施方案
1. 整体架构
根据业务需求，本期采用独享式 UPF 进行部署。基于省级 5GC 进行信令承载，基于厂区级 UPF 进行私网数据承载。
2. 主要功能
厂区下沉部署UPF，实现本地数据在厂区内分流卸载，满足业务更低时延以及客户明确的数据管控需求。
3. 设计理念
5G核心网采用3GPP定义的国际标准5G核心网网络架构和协议标准，用户面集成了标准的UPF网元。厂区与运营商网络共享无线资源，统一使用运营商基站接入，对于该区域内的普通用户，通过基站接入到运营商网络中，厂区自控设备及用户通过共享基站，接入到专网5G核心网中，实现数据分流，实现数据安全。
专网整体架构示意图
5G专网采用UPF下沉的专网方案，网络架构为厂区部署MEC作为数据处理、分流的中心节点，通过传输设备与无线设备连接，无线设备为BBU+AAU。
UPF下沉方案的组网方案
4. 项目方案
UPF建设方案
本期工程UPF采用独享方式进行部署，为中煤化工厂区的生产区域提供5G数据服务。在厂区机房部署1套独享型UPF，UPF使用裸线的方式就近接入STN-A设备，通过STN网络实现与5GC互通。UPF和企业内网之间通过N6接口访问。
5G无线网络覆盖的点位图如下图所示：
5G无线网络室内站覆盖的基站位置如下图所示：
业务流程
①控制信令，信令通过厂区 5G 基站和厂区 UPF 与运营商大网的 5GC SA 核心节点进行控制（出厂区网络，仅涉及 5G 网络移动设备信令控制管理）
②业务数据，本方案采取 5G 网络专网建设方案，轻量级 UPF 下沉部署在企业机房内，同时下沉STN A设备至厂区附近电信机房， 厂区内轻量级 UPF 和 5G 基站下挂在同一个 STN-A 设备下，实现整体业务数据仅在厂区内路由，控制在厂区中，满足厂区数据的低时延、大带宽和高可靠安全性。
网络整合
对厂区现有摄像头进行优化，更换电缆、网线等辅材，增加交换机、配电箱、空开、标签纸等。
抗爆室配置单独开关柜，电源取自抗爆室电器配电室，专门用于5G和现场监控供电。网络机房需要配置UPS电源，断电后持续供电不少于半小时，保障监控设备的运行。
整合多个视频监控网段，优化网络IP分配，并且旧监控系统接入新系统，实现系统优化。
四、实施成效
通过中煤化工智慧工厂项目将自身工艺技术路线和智能制造技术有机融合，结合国家政策要求并考虑中煤集团规划，建设中煤化工智慧工厂，在生产安全一体管控能力提升、生产自动化控制提升方面建立中煤化工的核心竞争优势和能力。
建设5G工业互联网平台，解决智慧工厂建设过程中遇到的系统高度融合、数据集成、互联互通等关键瓶颈问题，采用工业互联网大数据集成平台，对相关设备的数据接口、通讯协议等标准进行规范，对生产相关数据进行统一集成。
通过本次智慧工厂建设，实时掌控计划、调度、生产安全、设备等信息情况，实现装置远程控制，推动企业智能化、数字化变革，更好的提质降本增效。
五、创新亮点
灵石中煤化工智慧工厂建设项目，通过建设工业互联网平台，解决了智慧工厂建设过程中遇到的系统高度融合、数据集成、互联互通等关键瓶颈问题，对生产相关数据进行了统一集成，做到了信息共享，解决了“数据孤岛”问题。
建设5G混合专网，将5G技术融入一线生产中，打造自主可控的数字化生产车间，实现工艺一键式远程操作，降低生产现场人员数量，产品生产安全水平大幅度提高。
六、案例图片
