物联网在自动化智能控制与能耗管理中的应用

张 丽

（安徽润景信息科技有限公司，安徽 芜湖 241000）

0 引 言

企业的生产和发展离不开先进的科学技术，将物联网应用在企业的生产、管理以及销售等环节，能够完成实时的数据采集和分析。利用物联网（Internet of Things，IoT）技术可以有效提高企业中各项资源的利用率，并且通过对资源进行整合，可以实现工业企业的全面节能减排。基于物联网技术对企业生产过程中的相关能源数据进行采集和评估，构建能源管理体系，为企业实现节能减排提供良好的解决方案和技术保障。

1 自动化智能控制与能耗管理

为了在自动化智能控制系统中更好地使用物联网技术，需要不断优化物联网的相关性能。目前，影响物联网性能的主要元器件为系统中的控制板，需要明确控制板的具体改进措施。基于互联网自身的相关特征，对其控制系统进行相应的改造，保证物联网在应用于自动化智能控制系统时具有全面性和整体性的特征[1]。物联网主要以互联网技术作为基础，需要明确互联网的相关性能指标，采取相关措施解决互联网信息传输中的延迟问题，提升网络带宽及信息传输量。由于目前物联网所连接的感应器品种和数量众多，因此在针对不同感应器收集到的数据进行分析时应该对不同信息数据进行分类管理，保证通过网络层快速传递给信号传输层，尽量减少数据延迟。

为了保障信息传输的安全性，提高信息的隐秘性，需要建立起系统传输的安全体系。首先要在保证物联网安全的基础上，确保客户在连接的过程中能够不断提高密码的复杂程度，确保连接的安全性。其次要在信息传输的过程中尽量建立起相应的防火墙，避免受到黑客入侵出现信息泄露问题。最后要在信息储存到U盘或物联网相关计算机设备时设置储存和使用密码，提高信息储存的安全性[2]。

在物联网行业的发展进程中，能耗控制一直是其主要目标，必须要通过合理的设计降低能源损耗。首先可以针对感应器进行相应的设计，使用能耗更小的感应器设备，同时要在确定电动执行机构方案时选择功能损耗测量型中央处理器（Central Processing Unit，CPU）及射频芯片。其次要在无线网络、传感器组网方案设计的过程中使用功耗较低的分布式拓扑结构的控制系统，尽量降低无线通信技术网络的损耗率。最后要选择传输距离更长的局域网，并且选择功能损耗更低的无线通信设备。

除此之外，在物联网应用过程中，要保证自动化控制系统具有更高的智能化水平，必须要使用更多先进的互联网技术。在客户连接过程中，可以通过云空间对其身份信息进行认证，确保身份信息的隐秘性和可靠性。同时，可以使用云技术，建立起客户与操作平台之间的桥梁。利用大数据系统对接收到的所有传感器信息进行高效处理，可以提高其智能化水平和自动化处理效率。对于网络延时行为，应该使用更多先进的软件系统，确保降低网络延时时长，提高系统的实用性[3]。

2 物联网在能耗在线监测平台中的应用

2.1 监测平台总体设计方案

建立完善的能源管理体系，利用物联网技术提高能源控制效率，进而实现企业节能减排的目标。

首先，建立数据采集层。利用采集端设备可以对企业生产过程中产生的能源损耗数据进行收集，并且利用相关计量设备对能源消耗情况进行动态管理。利用数据采集器和传感器设备等对现场数据进行收集，通过不同协议类型完成能源计量工作，并且对电能损耗量、水资源损耗量以及燃气损耗量等进行数据收集[4]。对于一些无法使用物联网系统进行采集的数据，可以使用人工抄写填报的方式采集。

其次，建立网络层。针对采集层中获取的相关能源消耗数据，利用网络系统进行解析和校验，并且完成数据的储存工作。将储存后的信息传输到网络层，网络层将分析完成的数据进行上传、储存以及处理等操作。不仅要对生产过程中产生的能源消耗数据进行验证，检测信息数据是否准确，还要对数据的丢失问题进行审查，通过数据分析明确企业的能耗趋势、能源结构以及能耗水平等。

最后，建立应用层。按照现阶段能耗数据，采取合理的管控措施，细化节能任务，形成自动化和智能化的节能监管系统。同时，可以将数据信息传输到各大企业，保证工业企业生产过程中能够不断优化节能方案，进而为降低企业生产成本和能源消耗提供一定的数据支持。

2.2 在线监测平台子系统设计

（1）能源监测系统。该系统主要用于完成能源消耗的数据监测工作，对企业生产线运转过程中产生的水资源消耗量、电能消耗量以及天然气消耗量等相关数据进行监测。

（2）能源分析系统。该系统的主要作用是对监测到的企业内部能源消耗数据进行成本分析和能源损耗分析，明确用电高峰期的能源消耗量和用电低谷期的能源消耗量。通过综合分析计算能源消耗成本，与节能减排先进企业进行对比，进而对本企业的相关指标进行改进。

（3）能源报表系统。该系统通过汇总企业在生产过程中产生的电力损耗信息和水资源损耗信息等，计算出综合成本。明确不同产品在生产过程中产生的能源损耗，然后汇总成相应的报表报告给财务部门和管理部门。

（4）能耗预警系统。能耗预警系统可以对能源消耗异常数据进行报警，保证相关部门可以尽快察觉，并且采取相关措施恢复异常数据。

（5）能源计量器具管理系统。利用能源计量器具管理系统，可以使各种先进智能化仪器设备的使用更加顺畅，确保其数据检测的准确性。

2.3 在线监测平台组成模块设计

为了保障能源消耗数据获取的实时性和准确性，要建立完整的能耗在线监测系统。

首先，对控制模块进行设计。控制模块具有非常重要的作用，需要对数据储存单元进行控制，保障储存的安全性和完整性，一般使用功耗较低的处理器。同时要对显示模块进行控制，提高显示的清晰度，还要控制通信模块，提高信息通信效率，改善通信质量。

其次，对通信模块进行设计。利用RS485总线及签订的工业协议，完成数据采集工作，并且同电表、燃气表、油表等相关计量设备的接口进行连接。平台的终端设备上有以太网接口，将其和能耗计量设备的接口进行连接，可以实现信息的对接和互通[5]。

再次，对储存单元和安全管理单元进行设计。储存单元的主要功能是保障信息能够完成本地储存操作，并且对储存的信息采取加密处理。如果在信息传输的过程中出现超时或者传输失败等问题，则能够及时反馈给控制模块，重新完成数据发送操作。在数据信息接收完成后，反馈信息传输成功的消息。安全管理单元的主要作用是防止信息在传输过程中受到木马病毒的入侵，确保信息传输具有一定的安全性。利用安全管理单元可以将企业内部信息网络和外部通信网络隔离开，保障在信息交换的过程中能够形成独立的交换单元，提高传输的隐秘性与安全性[6]。

最后，对电源模块和显示模块进行设计。一旦出现电压不稳定或断电问题，则应该及时启动备用电源，保障生产线的正常运行。利用显示模块便于对数据进行监控，完成参数的设置操作。

3 结 论

综上所述，将物联网应用于工业企业能源监测和管理过程中可以降低能源消耗量，提高能源使用效率。利用互联网建立自动化智能控制系统，实现资源的合理分配，最终提高企业的经济效益。