Custom DTU Smart Gateway Company

Diepgaande analyse van de architectuur en functionele modules van Acrel DTU Smart Gateway

Als kerncomponent van Acrel Co., Ltd.'s 'cloud-edge-end' energie-internetarchitectuur is de DTU Smart Gateway (Data Terminal Unit) veel meer dan een eenvoudige gegevensdoorstuurserver. Het is diep ontwikkeld als een krachtig edge-knooppunt dat data-acquisitie, protocolconversie, edge-computergebruik en intelligent beheer integreert, waardoor de professionele accumulatie van Acrel op het gebied van energiebeheer en elektrische veiligheid perfect wordt uitgevoerd.

1. Hardware-architectuur: een solide basis gebouwd voor industriële omgevingen

Bij het hardwareontwerp van de Acrel DTU Smart Gateway wordt volledig rekening gehouden met de complexiteit van de implementatiescenario's (zoals energiedistributieruimtes, fotovoltaïsche elektriciteitscentrales, datacenters, enz.), met hoge betrouwbaarheid, brede temperatuuraanpassingsmogelijkheden en rijke interface-opties.

Kernverwerkingseenheid: Maakt gebruik van een hoogwaardige processor van industriële kwaliteit, die krachtige computerondersteuning biedt voor het parseren van complexe protocollen, realtime gegevensberekening en gelijktijdige verwerking van meerdere taken, waardoor een snelle respons en stabiele werking van de industriële iot edge smart gateway wordt gegarandeerd.

Communicatiemodulecluster:

Uplink-communicatie: Standaard met Ethernet, Wi-Fi en geïntegreerd 4G/5G draadloze modules, die flexibele internettoegang mogelijk maken en ervoor zorgen dat gegevens betrouwbaar kunnen worden geüpload naar het Acrel-cloudplatform of het lokale monitoringcentrum.

Downlink-communicatie: Biedt rijke lokale interfaces, zoals RS-485 (ondersteunt industriële protocollen zoals Modbus-RTU/Modbus-TCP), RS-232 , Ethernet-poorten, enz., die worden gebruikt om verschillende slimme energiemeters, sensoren, beveiligingsapparatuur en andere apparatuur aan de "eindzijde" aan te sluiten.

Industrieel ontwerp: Beschikt over een brede ingangsspanning (bijv. DC 9~36V), met bescherming tegen blikseminslag, spanningspieken en elektromagnetische interferentie. Ondersteunt een stabiele werking in een omgeving met uiteenlopende temperaturen van -40°C tot 75°C, en voldoet aan strenge industriële omgevingseisen.

2. Functionele softwaremodules: de ziel die intelligent energiebeheer mogelijk maakt

De softwarefunctionaliteit is de kernwaarde van de Acrel DTU Smart Gateway, waarbij ruwe gegevens worden omgezet in waardevolle inzichten.

Module voor het parseren en converteren van meerdere protocollen: Dit is de meest fundamentele en kritische functie van de industriële iot edge smart gateway. Door gebruik te maken van zijn diepe accumulatie in de energiesector, heeft de gateway een ingebouwde rijke protocolbibliotheek, zoals Modbus-RTU, Modbus-TCP, DL/T645 (Chinees standaard meterprotocol), IEC 104 , enz. Het kan tegelijkertijd gegevens verzamelen van apparaten van verschillende merken en protocollen, en deze op uniforme wijze omzetten in gestandaardiseerde gegevensformaten (zoals JSON, MQTT-berichten), waardoor ‘opgeschoonde’ gegevens worden geleverd die ‘dezelfde taal spreken’ voor het hogere platform.

Edge Computing- en voorverwerkingsmodule: Deze module belichaamt in hoge mate de 'intelligentie'. De industriële iot edge smart gateway verzendt niet eenvoudigweg alle gegevens, maar kan lokaal realtime berekeningen en logische beoordelingen uitvoeren, bijvoorbeeld:

Gegevensopschoning en compressie: Filtert ongeldige gegevens en comprimeert gegevens, waardoor netwerkverkeer en opslagruimte op het cloudplatform effectief worden bespaard.

Belangrijkste berekeningen: Berekent actief vermogen, reactief vermogen, arbeidsfactor, indicatoren voor de netvoedingskwaliteit (zoals harmonischen), enz., in realtime.

Alarmerend en koppeling: Stelt drempels in voor real-time beoordeling van gebeurtenissen die buiten de limiet vallen (zoals overspanning, overstroom, lekkage) en activeert onmiddellijk lokale hoorbare/visuele alarmen of besturingsuitgangen, terwijl alarminformatie naar het platform wordt verzonden, waardoor de reactiesnelheid van de veiligheid aanzienlijk wordt verbeterd.

Module voor beheer en onderhoud op afstand: Acrel's industriële iot edge slimme gateway ondersteunt configuratie op afstand, programma-upgrades (OTA) en foutdiagnose. Ingenieurs kunnen parameters wijzigen, functies debuggen en firmware upgraden voor gateways op duizenden kilometers afstand via het cloudplatform zonder dat ze ter plaatse hoeven te zijn, waardoor de werkings- en onderhoudskosten en -tijd van het systeem aanzienlijk worden verlaagd.

Veilige gecodeerde communicatiemodule: Beveiliging is een uitbreiding van de elektrische veiligheidsfilosofie van Acrel. De industriële iot edge smart gateway ondersteunt VPN, SSL/TLS-versleuteld verzending, waarbij de vertrouwelijkheid en integriteit van gegevens tijdens verzending worden gewaarborgd. Het beschikt ook over toegangscontrolemechanismen om ongeoorloofde toegang en aanvallen te voorkomen, waardoor de eerste verdedigingslinie voor het gehele energiebeheersysteem wordt opgebouwd.

3. Rol in het Acrel-ecosysteem: een intelligente edge-hub die de bovenste en onderste lagen met elkaar verbindt

In de uitgebreide ‘cloud-edge-end’-architectuur van Acrel speelt de DTU Smart Gateway een onmisbare hubrol:

Naar beneden (einde): Het is de ‘apparaatcommandant’, die op uniforme wijze toegang heeft tot en beheert van enorme terminaldetectieapparatuur en energiegegevens verzamelt.

Naar boven (wolk): Het is de "databrug", die de verwerkte hoogwaardige gegevens naar de Acrel energiebeheer-cloudplatform (bijvoorbeeld Acrel EMS) via een beveiligd netwerk, waardoor het platform een betrouwbare gegevensbron biedt voor het uitvoeren van big data-analyses, diagnoses van energie-efficiëntie, het genereren van rapporten en visuele weergave.

Van datavloed tot realtime inzicht: hoe Acrel's Edge Gateways de waarde van industriële data maximaliseren

In het tijdperk van het Industrial Internet of Things (IIoT) worden fabrieken en faciliteiten overspoeld met enorme hoeveelheden realtime gegevens die worden gegenereerd door talloze sensoren, slimme meters en controleapparatuur. Als deze ‘datavloedgolf’ rechtstreeks naar de cloud zou worden gestuurd, zou deze te maken krijgen met uitdagingen zoals netwerklatentie, knelpunten in de bandbreedte en hoge opslagkosten, waarbij de potentiële waarde verloren gaat tijdens de transmissie. Acrel Co., Ltd. maakt gebruik van zijn diepgaande branche-expertise en innovatieve ‘cloud-edge-end’-architectuur en gebruikt zijn intelligente edge gateway-producten als de belangrijkste oplossing voor deze uitdaging, waarbij gegevens worden omgezet in onmiddellijke waarde.

De edge-gateways van Acrel zijn geen eenvoudige datakanalen, maar eerder intelligente 'commandocentra' en 'voorverwerkingsfabrieken' die bij de gegevensbron worden ingezet. Hun waardemaximalisatie komt tot uiting in drie kernlagen:

1. Nauwkeurige gegevensaggregatie en -beheer: hoogwaardige informatie bij de bron verfijnen

De edge-gateways van Acrel beschikken over krachtige parseermogelijkheden voor meerdere protocollen (zoals Modbus, OPC UA, IEC 61850, enz.), waardoor een naadloze verbinding en aggregatie van heterogene gegevens van verschillende vermogensmeters, PV-omvormers, energieopslagconverters (PCS), temperatuursensoren en andere slimme eindapparaten mogelijk is. Voordat gegevens worden geüpload, presteert de gateway cruciaal edge computing taken: het opschonen van gegevens, het filteren van ongeldige informatie, het aggregeren en comprimeren van hoogfrequente gegevens en het uitvoeren van voorbereidende logische bewerkingen. Dit vermindert niet alleen de belasting van de netwerkbandbreedte en het cloudplatform aanzienlijk, maar zorgt er ook voor dat de gegevens die naar het Acrel-cloudplatform (bijvoorbeeld Acrel EMS) worden geüpload, hoogwaardige informatie met hoge dichtheid zijn, waardoor een solide basis wordt gelegd voor nauwkeurige inzichten.

2. Gelokaliseerde intelligentie en realtime controle op millisecondenniveau: operationele veiligheid en efficiëntie garanderen

Voor energiebeheer en elektrische veiligheid kunnen zelfs vertragingen op het tweede niveau aanzienlijke risico's of verliezen met zich meebrengen. Door gebruik te maken van de ingebouwde rekenkracht kan de Acrel edge-gateway vooraf ingestelde algoritmemodellen rechtstreeks lokaal uitvoeren realtime inzicht en besluitvorming . Het kan bijvoorbeeld continu de harmonische gegevens van stroom en spanning in een stroomdistributiesysteem bewaken, abnormale patronen onmiddellijk identificeren en alarmen activeren om elektrische branden te voorkomen; of voer in een microgridsysteem geoptimaliseerde verzendopdrachten uit in milliseconden op basis van lokaal verzamelde generatie- en laadgegevens om de systeemstabiliteit te garanderen. Deze lokale intelligentie met lage latentie is onvervangbaar door de cloud, waardoor daadwerkelijk een verschuiving wordt bereikt van 'analyse na de gebeurtenis' naar 'waarschuwing vóór de gebeurtenis en controle tijdens de gebeurtenis'.

3. Toepassingen in de bovenste laag versterken: volledige intelligentie op het gebied van energie-efficiëntie en veiligheidsbeheer stimuleren

Als de belangrijkste ‘edge’-component binnen Acrel’s ‘cloud-edge-end’ energie-internetarchitectuur, is de edge-gateway de brug die de onderliggende hardware verbindt met het slimme energiebeheersysteem van het hoogste niveau. De gestandaardiseerde, gestructureerde gegevens die het verwerkt, worden stabiel en veilig verzonden naar de Acrel EMS energiebeheer-cloudplatform , waardoor krachtigere applicaties op de bovenste laag worden geactiveerd. Dankzij deze hoogwaardige gegevens kan het platform diepgaande big data-analyses uitvoeren, visuele dashboards voor energie-efficiëntie genereren, de CO2-voetafdruk nauwkeurig berekenen en geoptimaliseerde energiestrategieën genereren. Uiteindelijk helpt dit klanten in scenario's zoals slimme gebouwen, datacenters, transportknooppunten en slimme fabrieken om transparant energieverbruikbeheer te realiseren, de operationele kosten aanzienlijk te verlagen en de duurzaamheid te verbeteren.

Samenvattend is de edge-gateway van Acrel een intelligente hub in de datawaardeketen. Het verfijnt de chaotische ‘datavloed’ tot een waardevolle ‘stroom van informatie’ en transformeert deze via lokale real-time computing en samenwerkingsanalyses in de cloud uiteindelijk in bruikbare ‘besluitvormingsinzichten’. Dit belichaamt perfect de kernwaarde van Acrel als een hightech onderneming bij het bevorderen van een intelligente en groenere toekomst, waarbij mondiale klanten worden geholpen de energiezekerheid, efficiëntie en duurzaamheid te verbeteren door middel van innovatieve technologische middelen.

Hoe de Intelligent Edge Gateway het ‘Edge Brain’ van het industriële internet wordt? - Acrel's praktijk en interpretatie

In de grootse architectuur van het Industrial Internet of Things (IIoT) genereren enorme terminalapparaten (zoals sensoren, slimme stroomonderbrekers, beveiligingsapparatuur, enz.) een stroom aan gegevens. Als al deze onbewerkte gegevens zonder verwerking rechtstreeks naar de cloud worden verzonden, zou dit een enorme druk op de netwerkbandbreedte, hoge transmissiekosten en een onaanvaardbare latentie bij de besluitvorming veroorzaken. Het is hier dat de rol van de Intelligent Edge Gateway evolueert van een eenvoudige ‘datapijplijn’ naar cruciaal "Randbrein" .

Als hightech onderneming die zich nauw bezighoudt met energiebeheer en elektrische veiligheid, Acrel , door zijn alomvattende "Cloud-Edge-End" energie-internetarchitectuur illustreert perfect hoe de Intelligent Edge Gateway het IIoT versterkt, waardoor het echt intelligent, efficiënt en veilig wordt.

Hier zijn de drie kernmogelijkheden van Acrel's Intelligent Edge Gateway als het "Edge Brain":

1. Het ‘zenuwcentrum’ voor perceptie en interactie: het bereiken van een diepgaande integratie van mondiale gegevens

Het industriële veld bevat een grote verscheidenheid aan apparatuur met diverse communicatieprotocollen (zoals Modbus, Profibus, OPC UA, IEC 104, enz.). Acrel's Intelligent Edge Gateway fungeert eerst als een "zenuwcentrum".

Protocolparsering en -integratie: De gateway beschikt over krachtige multi-protocolcompatibiliteit, waardoor gelijktijdige communicatie mogelijk is met verschillende stroombewakingsapparaten, slimme meters, omgevingssensoren, PLC's en andere "eind"-apparaten. Het verenigt gegevens van apparaten die verschillende "talen" spreken in een gestandaardiseerd gegevensformaat, waardoor informatiesilo's worden afgebroken en een holistische perceptie van de energiestroom en de status van apparatuur wordt bereikt in scenario's zoals microgrids, intelligente distributiekamers en productielijnen. Dit weerspiegelt rechtstreeks de belichaming van Acrel's meer dan 600 patenten en zijn diepgaande ervaring in de sector.

2. De ‘intelligente kern’ voor denken en besluitvorming: het bieden van gelokaliseerde realtime intelligentie

De kernfunctie van een ‘brein’ is denken. Acrel's Intelligent Edge Gateway heeft ingebouwde krachtige computermogelijkheden en professionele algoritmemodellen, waardoor in-situ analyse en verwerking van gegevens mogelijk is op het punt en moment waarop deze worden gegenereerd.

Realtime analyse en controle: Voor scenario's die reacties op millisecondenniveau vereisen, zoals de veiligheid van de stroomdistributie, de stroomkwaliteit en het starten/stoppen van apparatuur, kan de gateway in realtime logische beoordelingen uitvoeren. Bij het detecteren van een lek- of kortsluitingsfout kan het bijvoorbeeld onmiddellijk een opdracht geven om de slimme stroomonderbreker uit te schakelen, in plaats van te wachten op een instructie uit de cloud, wat de veiligheid en betrouwbaarheid aanzienlijk verbetert. Dit vervult rechtstreeks de missie van Acrel: "het verbeteren van de energieveiligheid".

Gegevensoptimalisatie en waarde-extractie: De gateway reinigt, comprimeert en aggregeert de verzamelde enorme onbewerkte gegevens. Het uploadt alleen de belangrijkste resultaten, alarmgebeurtenissen en trendanalysegegevens naar het Acrel-cloudplatform, niet alle onbewerkte gegevens. Dit verlaagt de kosten voor netwerkbandbreedte en cloudopslag aanzienlijk, waardoor "kostenreductie en efficiëntieverbetering" worden bereikt.

Implementatie van AI-modellen: Als hightech onderneming kan Acrel AI-algoritmen inzetten die zijn getraind op het cloudplatform (zoals het voorspellen van apparatuurstoringen, modellen voor optimalisatie van energieverbruik) naar de edge-gateway. Hierdoor kan de gateway autonoom diagnoses stellen over afwijkingen in het energieverbruik, belastingprognoses en intelligente planning uitvoeren, waardoor echt "Edge Intelligence" wordt gerealiseerd.

3. De ‘Command Hub’ voor coördinatie en verzending: het bouwen van een efficiënt cloud-Edge samenwerkingssysteem

Het ‘Edge Brain’ werkt niet geïsoleerd, maar werkt samen met het ‘Cloud Brain’. Acrel's Intelligent Edge Gateway is het cruciale knooppunt dat de bovenste en onderste lagen in zijn "Cloud-Edge-End"-architectuur met elkaar verbindt.

Opdrachten uploaden en uitvoeren: Het ontvangt strategieën en instructies van het Acrel-cloudplatform (zoals het aanpassen van elektriciteitsverbruiksplannen, het bijwerken van algoritmemodellen) en verzendt deze naar veldterminals voor uitvoering. Tegelijkertijd uploadt het de verfijnde, hoogwaardige gegevens naar het cloudplatform voor grootschalige big data-analyse op langere termijn en macro-beslissingen, waardoor klanten "de efficiëntie kunnen verbeteren, het verbruik kunnen verminderen en duurzaamheidsdoelstellingen kunnen bereiken".

Het bastion van veiligheid en betrouwbaarheid: Zelfs in het geval van een netwerkonderbreking kan de edge gateway vertrouwen op lokale computer- en opslagcapaciteiten om de onafhankelijke werking van kritieke systemen en datalogging te blijven handhaven, waardoor een ononderbroken productie wordt gegarandeerd. Acrel's strenge kwaliteitsnormen en toonaangevende productieprocessen garanderen de stabiliteit en betrouwbaarheid van zijn gateway-producten in zware industriële omgevingen.

Conclusie:

Voor Acrel is de Intelligent Edge Gateway veel meer dan alleen een hardwareproduct. Het is een gespecialiseerde, scenariospecifieke "Edge Brain" voor het Industrial Internet of Things, waarbij het diepgaande inzicht van het bedrijf in de energie- en energie-industrie wordt geïntegreerd. Door alles verbinden, intelligent computergebruik en samenwerking in de cloud integreert het op organische wijze de meer dan 28.000 wereldwijd geïmplementeerde systeemoplossingen van Acrel, waardoor uiteindelijk een verfijnd en intelligent beheer van energiesystemen mogelijk wordt, tastbare waarde voor klanten wordt gecreëerd en gezamenlijk wordt gebouwd aan een ‘slimmere, groenere toekomst’.