物联网技术在烟草机械设备中的应用

2020-11-27李昂潘璠普梦窈

商品与质量 2020年12期

李昂潘璠普梦窈

红塔烟草（集团）有限责任公司玉溪卷烟厂云南玉溪 653100

物联网技术是基于互联网基础上诞生的新一代信息技术，突破了人们与互联网之间的交流渠道，实现了物品的交换、通讯，将红外线感应器、无线识别系统、全球定位系统等与互联网结合，可以便利的实现数据的传输与共享。将物联网技术应用在烟草机械设备中，能够准确总结、分析烟草的生产、输出产量，提高生产效率。

1 烟草机械设备控制的常见问题

1.1 烟草机械设备的自动化能力较为低下

在技术的成熟下，烟草机械设备自动化程度得到了显著提升，但是现有的自动化还集中在设备方面，尚未实现互通互联。

1.2 缺乏设备运行及时的维护和诊断

厂家无法及时获取设备的参与，根据设备运行状态来进行诊断、维护，在日常设备的维护、整修上，企业与厂家之间存在沟通鸿沟[1]。

2 物联网技术在烟草机械设备中的应用

2.1 物联网技术的代表

传感器技术：传感器技术属于物联网技术的关键，将各类模拟信号转化为数字信号；RFID标签：RFID标签属于传感器技术的一种，融合了嵌入式技术、无线射频技术，在物流管理、自动识别上，有广泛应用前景；嵌入式系统技术：这一技术集齐传感器技术、计算机硬件、电子应用、集成电路等技术于一体，经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。

2.2 具体应用

相较于单一的物体，机械设备中物联网技术的应用更加复杂，需要对传感器数据进行融合，并考虑到设备与设备、设备与环节之间的关联，为此，需要构建描述层，负责发送设备的运行信息，信息内容涵盖至历史信息、设备健康情况、与外围设备的关系。描述层需要应用大量传感器，在用户干预下来对传感器信息进行判断，这也是开展维护、诊断工作的前提，描述层中的信息既有大量内部信息，也要将外部信息纳入其中。如：在膨胀设备中，填充值、出入口水分、环境温度与湿度也都是其中的关键数据，上述数据对于生产状态的改进有重要影响。同时，在设备的描述中，还要设置经历分量，负责描述设备的各项历史信息，如外围条件、设备初始计算能力等。

描述完毕后，即可借助IOT协议与互联网技术，将设备信息发送至云端，与生产厂家共享，从物联网的架构来看，烟草机械设备中的物联网包括传感器、自动化控制系统、外部设备、人工干预等组成，云端负责云储存，配备专门的通信系统，由浏览器、APP、应用程序共同组成接口。在软件协议与网络上，主要应用4G、WIFI，相较而言，4G的维护费用相对较高，软件协议优先应用JMS、AMQP与REST/HTTP，上述协议是基于以太网作为基础，具有很强的兼容性，可以满足设备的运行要求[2]。

通过物联网技术的应用，实现了烟草机械设备的远程诊断与维护，云端设置了监控程序，厂家可以便利的查看到设备运行状态、磨损情况，接受传感器信号，如果出现异常，会及时给出预警，并结合相关的事件信息、报警信息、数据信息来进行诊断。物联网技术的应用为信息的存储、分享提供了便利，解决了远程监控与远程维护的问题，大大降低了企业的成本。

就当前的应用来看，烟草行业与物联网技术的结合还处于初级发展阶段，其中也存在不少技术障碍，如“RFID识别率”的问题，关于RFID识别标准，全球还没有制定出统一的标准，尽管各国的标准差别不大，但是却经常无法实现兼容，加之当前我国RFID技术的问题，也在一定程度上影响了物联网技术与烟草机械设备的结合。为此，在下一阶段，需要基于现有的信息系统作为基础，构建出符合我国实际情况的存储系统，同时，烟草企业也要不断革新技术应用，以网络技术作为发展媒介，做好精益管理、供应链管理工作，构建可控关键节点，提高服务水平，进一步深化物联网技术在企业中的应用。

3 安全风险的把控

物联网技术在烟草机械设备中面临的最大挑战就是安全风险问题，尽管数据的共享为企业运营提供了便利，但是也增加了数据泄露的风险，对此，需要采用有序的技术手段来降低安全风险[3]。考虑到物联网与工厂设备运行状态、实物相关，除了数据泄露隐患之外，还可能出现无法预知操作、未授权操作问题，若把控不当，可能对操作人员的人身安全造成威胁，针对上述问题，需要做好安全等级的划分，具体来看，需要关注“设备运行与物联网耦合度”、“物联网与设备安全隔离”、“物联网设备控制能力”、“物联网数据运行能力”几个因素，将其划分为五个等级，L1为最危险级别，极易引起数据泄露或者设备被他方控制，L5为最安全等级。对于烟草企业而言，需要把握好L4与L5决定权，由设备常见负责提供安全保证，L3、L2与L1由双方共同决定、实施。