物联网是指“物联网”(Internet of Things)的缩写,它是由物体之间通过网络进行信息交换和通信的新一代网络技术。
在物联网中,连接的不仅是人与人之间的信息,还包括不同物品之间的信息,形成广泛而复杂的设备间互联网。
例如,通过在智能家居中进行集成,人们可以通过智能手机控制室内温度,开关家电,随时随地查看家居安全等信息。在工业领域中,物联网也可用于远程监测和控制,自动化生产等。
物联网的核心技术包括传感技术、识别技术、物联网通信技术、数据挖掘与分析技术等。
物联网的广泛应用,为人们生活和制造业带来了重大变革。它可以大幅提高效率,改善生活品质,同时也面临着数据安全和隐私保护的风险和挑战。
IP物联网自适应控制系统是自动化控制系统中第一个通过软件技术把Lonworks、BACnet和多种Internet标准集成到通用对象模型的应用程序环境并嵌入到控制器层级;并且支持标准的WEB浏览界面。IP物联网自适应控制系统不但兼容现行的常用现场标准总线协议,同时还能为非标准协议的链接提供工具软件,能给已建系统提供全面的软件技术支持。这样的集成实现了真正意义的多系统不同设备的无缝连接,最大程度的节省和保护业主的投资。
IP物联网自适应控制系统产品先进性如下:
(1)技术层面:此系统应采用当今先进且成熟的系统及技术,为建筑物的运行提供高效的监控及管理平台,同时亦应为业主企业的运营与发展服务。
基于TCP/IP以及开放式协议的自控管理系统架构
要求管理层网络支持TCP/IP协议,中央站可以通过网络把信息传送到任何指定的数据通信分站。现场控制网络要求采用符合标准通信协议的网络,同时现场控制器可以独立于网络完成控制功能
先进完备的系统数据库及其应用,提供企业级的数据库交互平台
运行可靠稳定的系统硬件设备及网络设备
基于IE以及WEB技术的、人性化的、便捷的且灵活的 *** 作管理软件平台
软件系统嵌入式且配置灵活的现场控制器及其I/O模块
可靠耐用的现场监控元件
(2)管理层面:所有的系统以及技术都是为建筑运行服务的,在技术层面的需求满足的情况下,针对建筑本身的功能特点而设计的系统控制、运行以及管理模式,是确保建筑高效、低耗且节能运行的关键。基于企业通用数据库、IE以及WEB技术的中央管理监控平台,提供个性化的管理运行模式以及开放式的应用接口及工具,实现完备的分散控制集中管理的运行模式,为建筑的运行提供整体的管理运行服务。
(3)运营层面:系统上纳入业主企业整体管理体系,通过标准的数据库及网络技术融入业主企业整体资产管理体系,实现对其资产的整体管理;提高用户工作运营环境的舒适度;通过先进的技术手段以及优化的控制管理模式,实现对建筑耗能的监测、数据采集、能源绩效分析,利用最有能源策略实现能源使用效率持续改进。
IP物联网自适应控制系统可以非常容易地集成兼容不同厂商的不同系统产品,不仅可以最大限度的保护客户现在的投资,而且在有必要的时候可以方便的将新的设备添加进来。其最大的一个优势是可以任意的在中央管理层面以及现场控制层面对建筑物的所有机电设备进行完美集成,这样可保证集成的稳定与可靠,使得集成层面的精确控制真正成为可能。
智能制造可以利用工业物联网的技术,实现生产过程中的自动化控制和优化,其主要技术和应用包括:
传感器技术:利用传感器获取生产过程中的各种数据,包括温度、湿度、压力、电流、电压等信息,将其转换为数字信号进行处理和传输。
数据采集和处理:将传感器获取到的数据进行采集和处理,通过物联网技术将数据传输到云端或本地服务器进行存储和分析。
数据分析和挖掘:通过数据分析和挖掘技术,对生产过程中的数据进行深入分析和挖掘,提取有用信息并进行优化决策,实现生产效率和质量的提升。
自动化控制:通过控制器、执行器等设备,实现生产设备的自动化控制,包括开关机、调整参数、控制速度等 *** 作。
信息可视化:通过大屏幕、手机、平板等设备,将生产过程中的数据和信息进行可视化展示,实现对生产过程的实时监控和控制。
通过工业物联网的技术应用,智能制造可以实现生产过程的数字化、自动化、智能化和可视化,提高生产效率和质量,减少资源浪费和环境污染,为企业提供更多的商业价值和竞争力。
在2018年底,曾经构思了系列文章从自动化理论看工业互联网,原计划写三部分内容:介绍自动化理论在日常生活中的应用(以第五项修炼介绍)、自动化理论在供应链管理中的应用、自动化理论在物联网中的应用。
但于2019年初加入SAP后,一直忙于学习SAP丰富的知识,这系列的文章就中断了,但一直还是想写一写我是如何利用自动化理论学物联网的。
自动化理论中,最重要的就是闭环控制,大部分内容讨论的是通过闭环控制,实现自动控制系统的稳定性。看一下闭环控制原理:
在这个图中,被控对象是控制目标。而控制器、执行器和传感器都是为了实现被控对象能够达到控制目标。因而自动化原理中最核心的是 控制器 、 执行器 和 传感器 。
在拿一张物联网的架构图,我学习物联网的时候,最早用的是IBM的一张原理图:
这张图中,物联网的架构中,包括感知与识别, 控制与管理,模型与分析。
其中感知与识别对应着 传感器 ,控制与管理对应着 执行器 ,模型与分析对应着 控制器 。
物联网的架构完全可以对应上控制原理的基本架构。
物联网的架构与自动控制原理有很多相似之处,但物联网相对于自动化设备要复杂:
1、早期自动化应用于设备处传感器、控制器、执行器都是控制单一设备,不需要识别被控设备。但是物联网系统管理的设备多,对设备管理时,需要识别设备,因而物联网需要有识别功能,可以是通过ID识别,也可以通过IP识别。
2、早期自动化都是本地执行有了DCS之后,才有集中管理,分散控制的,所以控制器相对简单。但是物联网需要将信息集中处理,大大增加了复杂度:需要网络支持,需要人工智能技术来实现控制功能,考虑多个设备之间的联动关系。所以物联网相对于自动化原理,复杂性大部分体现在控制器上。现在集中讨论的大数据、智能分析、人工智能、机器学习,通讯协议、通讯网络,所有的目标都是为了实现控制器的功能。
3、物联网在控制器人工智能、大数据分析等应用还不完善,可以直接控制设备非常少,现在物联网的执行器,还是通过事件触发,交由人来处理。因而物联网通过事件驱动的模式会比较普遍:如果未发生异常,不需要人来处理,发生异常会抛事件来让人处理。随着智能技术的发展控制器完善,执行器将越来越多的自动处理。
以上分享的自动化原理,都是早期控制单个设备的原理。自动化应用也在不断完善。比如发展出DCS系统:集散控制系统。其原理是集中管理,分散控制。
设备的控制,还是通过控制回路实现;但对控制设备的管理则集中到中控室,控制回路中的传感器信息上传到中控室,集中监控;对设备控制参数,也可以通过中控室来控制。
可以简单理解为: DCS系统是一个企业内使用的物联网简单系统 。如果将DCS管理的设备实现跨企业的集中管理,同时利用数据实现智能化,就是物联网系统。
在2013年参观陕鼓集团时,他们演示的旋转控制设备远程监控系统,是非常典型的物联网应用,陕鼓的这套系统,就是借鉴了DCS原理实现的。
本文是从自动控制原理看工业互联网系列的第六篇。
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