工业自动化控制中远程控制与物联网技术的应用

2022-09-08陈会甫

今日自动化 2022年7期

关键词：动态化远程联网

陈会甫

（宁波汉浦工具有限公司，浙江宁波 315000）

工业自动化技术在我国普遍推广和应用，工业自动化实践中，其自身优势和功能日渐凸显，随着时代的进步和发展，工业自动化技术持续性改革，远程控制和物联网技术是工业自动化核心构成，在工业生产中扮演重要角色，为工业自动化生产创造较佳的效益。

1 工业自动化控制中远程控制与物联网技术的应用优势

1.1 远程控制在工业自动化控制中应用优势

远程控制是工业自动化最为关键的技术，其可对整个工业自动化做好动态化监控，获取较佳的应用成效，体现在以下几方面。

（1）信息触手可及。生产线操作员、维护人员和生产负责人均对生产线工作效率十分关键，若缺少现有的信息，难以及时解决最优先的生产问题。

（2）数据可靠性。原有生产过程中都以操作员进行操作，方可完成数据采集等工作，利用远程控制和物联网技术，实现自动化数据采集，保证数据获取更具可靠性及完整性。工业物联网可从设备级开始提供完整、可靠的数据流，并将其实时反馈至移动设备、企业级软件等系统内，如图1所示，为现场控制器完成数据传输。

图1 现场控制器完成数据传输

1.2 物联网技术在工业自动化控制中应用优势

物联网作为信息时代下产物，其在多个领域中发挥关键的作用，处于工业自动化控制中，应用优势体现在以下几方面。

（1）提高生产力。整体设备效率作为一种生产力衡量标准，其充分结合停机时间、生产力和质量，但工业物联网促使整体设备效率更具经济性和可操作性，生产力可能从15%提高至50%。

（2）降低运营成本。多数机器和生产流程均需重新订购原材料，若原材料消耗完，无法持续性进行生产，物联网技术可自动重新订购确保原材料随时可用，且无需耗损较高的现场成本或加急费用。

（3）提高质量和简化流程。原材料、操作员行为和环境均不同程度干扰产品质量，记录和分析此类信息，可深层次掌握产品生产质量和效率，并将质量问题局限于特定客户订单中，可进行有针对性的召回。

2 工业自动化控制中远程控制与物联网技术的应用

2.1 远程控制技术应用

2.1.1 应用原则

远程控制作为工业自动化控制重要内容，为保证其应用更具可靠性，应遵循相应的基本原则，主要包含以下几方面。

（1）符合多层次人员需求。企业生产管理需多个人员做好配合，工业自动化中应用远程控制系统，需满足管理人员综合性基本要求，促使不同人员操作过程中需求均可被满足。

（2）安全第一。安全始终作为生产的生命线，工业自动化生产过程中安全直接与企业生产和发展密切相关，远程控制用于工业自动化中，生产实时数据采集需符合指标和生产控制系统安全、可靠运行。

（3）生产现场监控画面与生产实时信息画面保持统一，保证远程操作有效性，管理人员可通过画面动态化掌握现场生产状况，要求远程控制处于工业自动化上应用时需确保生产画面与办公区域内监测画面相同。

（4）实用化。远程控制实用主要体现在显示、检测、存储等方面，需实现远程控制有效价值，方可获取较佳的成效。

2.1.2 应用领域

2.1.2.1 生产设备控制

工业自动化系统中，远程控制应用最为重要的是对整个生产设备完成集中化监控，通过对自动化设备进行动态化监控，可第一时间发现故障，并及时解决生产内产生的故障。现场人员可利用计算机呈现的结果对现场自动化设备工作状态进行客观评价，确保工业自动化生产正常运行。随着工业自动化向更深层次发展，自动化设备数量显著增加，且要求各设备间形成较佳的配合，方可获取较佳的应用成效。由于设备内部结构较为复杂，需动态化对其做好监控，及时发现其产生的故障问题，避免影响整个生产设备运行的稳定性，以及增加各类安全事故风险。

当下工业自动化设备工作中，处于多变运行环境中，内部结构具有一定的复杂性，增加整个设备产生故障风险，应积极利用远程控制对整个生产设备做好精细化控制，促使设备处于可控化，获取较佳的生产成效，保证整个生产的稳定性及可靠性。

2.1.2.2 自动化系统调控

远程控制在工业自动化中可实现自动化系统汇集，利用计算机网络对其进行整体性操作管理，可从本质层面实现无人管理，提高整个工业生产效率的同时，缓解人力劳动负担，对整个生产过程进行监督。远程控制反馈信息具有一定的明晰性、真实性，为工作人员提供参考数据信息，确保工业自动化系统运行安全性及可靠性。

2.1.2.3 生产过程的监控

工业自动化生产具有一定的复杂性，对整个生产过程做好监控，有助于精准掌握各生产参数，提高生产效率及质量。远程控制用于工业自动化生产中，可对其进行全方位监控，动态化获取生产运行数据，为工业自动化生产安全提供保证。远程控制获取信息可靠性较强，监测精准可靠，符合自动化稳固性要求。现场装置与控器实现信息传输交流时，可实现远程终端控制，且依托开放式通信，整个生产工艺程序简易化。工业自动化各环节均紧密衔接，需充分实现一体化管理，对各生产过程做好动态化监控，进而确保各生产环节处于正常运行中，促使工业自动化正常运行。

2.2 物联网技术应用

2.2.1 关键技术

物联网构成主要包含三大模块，即信息应用、信息传输、信息感知及控制，其实际体系架构。如图2所示。

图2 物联网的体系架构

信息应用模块为系统核心内容之一，该模块主要由多种计算机软件及应用程序构成。信息应用模块在物联网系统中，需完成大量数据信息处理，为进一步提升信息处理速率，技术人员需将云计算相关技术与其网络衔接，以此展现物联网价值；现阶段信息传输系统网络，主要包含互联网、通信网络、局域无线网。

3种网络的实际应用，主要建立在通信技术层面，将信息控制点与感知点衔接，形成稳定的网络系统，以此为物联网传输提供便捷。

信息感知和控制模块。该模块也被称为物联网感知层，其核心构成为传感器及控制器，以此实现各类感知功能及控制操作。物联网最为关键的技术包含如下3种。

（1）识别技术。物联网技术的物与物交换中，不同交换物具备自身特有的代码，该代码可能是永久性的，也可能是临时设定的。由于物联网构成具有一定的复杂性，需处于原有物体基础上辨识内部构成因素的代码设备。

（2）架构技术。物联网架构技术处于异构信息系统中，供者与需求者间存在可操作性及关联性，可通过构建共享模式，达成内部资源、信息和数据共享。需积极利用物联网架构技术，促使物交换过程中环境可伸缩性、扩展性。

（3）数据和信息处理技术。工业自动化应用范围十分广泛，内部形成大量的数据信息，需数据和信息处理技术对其进行分析和加工，进而获取可靠的数据信息。其可对工业自动化生产中各类数据指标完成收集，积极使用计算机进行处理、分析和有效输出，实现多元化的目标。具体实践中，物联网数据信号处理技术需遵循高效的基本原则，对物联网关键技术和重点设备完成数据采集，精准借力结构化的信息标准，实现对数据高效化处理。

2.2.2 应用原则

（1）实时性。工业自动化闭环控制应用中，数据传输延时十分关键，需始终遵循实时性原则，促使其符合应用要求。

（2）安全性。工业自动化控制逐步发展，网络安全和数据安全问题日渐凸显，部分安全漏洞为工业控制产生损失。物联网应用应始终遵循安全性基本原则，促使工业自动化生产更具可靠性及安全性。

（3）兼容性。为保护当下实际资源，物联网应用与员工生产网络实现联动，为实现闭环控制的基本要求，互连和互操作技术实现通信介质的基础上，确保整个通信可靠性。

2.2.3 应用领域

如今，物联网技术凭借自身高效、便捷的优势，具有良好的应用前景，利用物联网技术可逐步实现无人化生产、机械管理和智慧工业高速发展，促使物联网在工业自动化应用更具有效性。

2.2.3.1 安全领域

工业自动化深入推进中，多数产品生产工序具有一定的复杂性，对外界环境要求较高，所以生产过程中稍有不慎便会产生事故。物联网技术成为生产领域安全保证的关键技术，生产过程中以云访问作为基本解决方案，对被监控设备进行联网，从而对实行生产的工人、机器和环境做好全方位监控，通过动态化对现下数据域历史大数据经验数值完成比对，可故障发生前做好预警工作，第一时间消除故障隐患，进而变更原有维护方式，提高整个设备使用率。

工业生产安全问题是当下关注的焦点，企业自动化培训过程中，需积极利用互联网技术，工业生产中做好高效感知、追踪和定位，提升整个生产过程的安全性及可靠性。自动化生产推进过程中，对整个生产车间环境内设备完成定位布设，利用物联网技术对整个主体目标做好监控和观察，方可实现处于特殊环境下自动化管理和控制。针对实际生产中产生的失误问题，可第一时间做好追踪，预防生产中可能出现的安全隐患，积极引入自动报警和自动诊断装置，可对出现问题的程序及时做好警报，以便捷、高效的方式做好科学管控，杜绝或减少安全问题的产生。

2.2.3.2 生产制造

工业自动化推进过程中，生产制造作为关键的环节，实际操作中应充分借助物联网技术显著增强产品生产可靠性及安全性，减少对原材料的损耗，实现经济效益最大化。工业设备正式运行过程中包含大量数据信息，积极选用互联网技术可完成设备数据实时收集和处理，按照实际生产的进程，生产者可第一时间掌握原材料损耗状况、材料实际应用配比，产品整体质量等多方面的信息。利用物联网可提升生产中信息传输和过程控制水平，降低企业生产中产生次品，从整体层面提升产品性能和结构。应始终从本质层面出发，助力企业实现经济效益最大化，物联网技术应用可实现对产品生产多环节动态化追踪，促使整个生产制造环节有序推进。

2.2.3.3 产品信息化

伴随市场竞争持续性加剧，当下产品生产制造过程中对产品产地、安全信息等要求愈发严格，充分利用物联网技术可实现对产品流通领域信息化跟踪，是当下工业自动化发展和探索的重要方向，是获取更多市场份额的关键措施。利用互联网技术可对整个流程实现动态化追踪，高效、完整记录产品信息化管理，将其投放至消费者手中，结合实际需求全面、便捷掌握生产信息，是产品工业化直接为消费者提供服务的关键体现，促使产品生产智能化水平显著提升。

2.2.3.4 环境保护

环境保护、节能减排作为当下人们关注的焦点，与企业优化生产息息相关，利用物联网技术中可对设备各项信息完成采集，特别是生产易出现高污染企业，对污染废弃物做好动态化追踪，实时进行监控，结合污染实际发生状况明确技术指标，促使整个污染物排放有序、科学。利用自动化控制系统，对废水、废渣等做好精细化分析，可利用外部手段，选用化学、生物和物理等方法完成有效处理，以免污染问题加剧。针对生产中部分可回收使用的材料，可通过沉淀、过滤等方式处理，工业自动化高效化生产中，逐步落实节能减排目标，实现企业稳健发展。