工業(yè)自動(dòng)化控制中遠(yuǎn)程控制與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

陳會(huì)甫

（寧波漢浦工具有限公司，浙江寧波 315000）

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在我國普遍推廣和應(yīng)用，工業(yè)自動(dòng)化實(shí)踐中，其自身優(yōu)勢和功能日漸凸顯，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)持續(xù)性改革，遠(yuǎn)程控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化核心構(gòu)成，在工業(yè)生產(chǎn)中扮演重要角色，為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造較佳的效益。

1 工業(yè)自動(dòng)化控制中遠(yuǎn)程控制與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 遠(yuǎn)程控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用優(yōu)勢

遠(yuǎn)程控制是工業(yè)自動(dòng)化最為關(guān)鍵的技術(shù)，其可對整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化做好動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，獲取較佳的應(yīng)用成效，體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）信息觸手可及。生產(chǎn)線操作員、維護(hù)人員和生產(chǎn)負(fù)責(zé)人均對生產(chǎn)線工作效率十分關(guān)鍵，若缺少現(xiàn)有的信息，難以及時(shí)解決最優(yōu)先的生產(chǎn)問題。

（2）數(shù)據(jù)可靠性。原有生產(chǎn)過程中都以操作員進(jìn)行操作，方可完成數(shù)據(jù)采集等工作，利用遠(yuǎn)程控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)獲取更具可靠性及完整性。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可從設(shè)備級開始提供完整、可靠的數(shù)據(jù)流，并將其實(shí)時(shí)反饋至移動(dòng)設(shè)備、企業(yè)級軟件等系統(tǒng)內(nèi)，如圖1所示，為現(xiàn)場控制器完成數(shù)據(jù)傳輸。

圖1 現(xiàn)場控制器完成數(shù)據(jù)傳輸

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用優(yōu)勢

物聯(lián)網(wǎng)作為信息時(shí)代下產(chǎn)物，其在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮關(guān)鍵的作用，處于工業(yè)自動(dòng)化控制中，應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）提高生產(chǎn)力。整體設(shè)備效率作為一種生產(chǎn)力衡量標(biāo)準(zhǔn)，其充分結(jié)合停機(jī)時(shí)間、生產(chǎn)力和質(zhì)量，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)促使整體設(shè)備效率更具經(jīng)濟(jì)性和可操作性，生產(chǎn)力可能從15%提高至50%。

（2）降低運(yùn)營成本。多數(shù)機(jī)器和生產(chǎn)流程均需重新訂購原材料，若原材料消耗完，無法持續(xù)性進(jìn)行生產(chǎn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可自動(dòng)重新訂購確保原材料隨時(shí)可用，且無需耗損較高的現(xiàn)場成本或加急費(fèi)用。

（3）提高質(zhì)量和簡化流程。原材料、操作員行為和環(huán)境均不同程度干擾產(chǎn)品質(zhì)量，記錄和分析此類信息，可深層次掌握產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率，并將質(zhì)量問題局限于特定客戶訂單中，可進(jìn)行有針對性的召回。

2 工業(yè)自動(dòng)化控制中遠(yuǎn)程控制與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 應(yīng)用原則

遠(yuǎn)程控制作為工業(yè)自動(dòng)化控制重要內(nèi)容，為保證其應(yīng)用更具可靠性，應(yīng)遵循相應(yīng)的基本原則，主要包含以下幾方面。

（1）符合多層次人員需求。企業(yè)生產(chǎn)管理需多個(gè)人員做好配合，工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，需滿足管理人員綜合性基本要求，促使不同人員操作過程中需求均可被滿足。

（2）安全第一。安全始終作為生產(chǎn)的生命線，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中安全直接與企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展密切相關(guān)，遠(yuǎn)程控制用于工業(yè)自動(dòng)化中，生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集需符合指標(biāo)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。

（3）生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控畫面與生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息畫面保持統(tǒng)一，保證遠(yuǎn)程操作有效性，管理人員可通過畫面動(dòng)態(tài)化掌握現(xiàn)場生產(chǎn)狀況，要求遠(yuǎn)程控制處于工業(yè)自動(dòng)化上應(yīng)用時(shí)需確保生產(chǎn)畫面與辦公區(qū)域內(nèi)監(jiān)測畫面相同。

（4）實(shí)用化。遠(yuǎn)程控制實(shí)用主要體現(xiàn)在顯示、檢測、存儲(chǔ)等方面，需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制有效價(jià)值，方可獲取較佳的成效。

2.1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

2.1.2.1 生產(chǎn)設(shè)備控制

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程控制應(yīng)用最為重要的是對整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備完成集中化監(jiān)控，通過對自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)解決生產(chǎn)內(nèi)產(chǎn)生的故障?，F(xiàn)場人員可利用計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)的結(jié)果對現(xiàn)場自動(dòng)化設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行客觀評價(jià)，確保工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)正常運(yùn)行。隨著工業(yè)自動(dòng)化向更深層次發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量顯著增加，且要求各設(shè)備間形成較佳的配合，方可獲取較佳的應(yīng)用成效。由于設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需動(dòng)態(tài)化對其做好監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的故障問題，避免影響整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，以及增加各類安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)下工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備工作中，處于多變運(yùn)行環(huán)境中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，增加整個(gè)設(shè)備產(chǎn)生故障風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)積極利用遠(yuǎn)程控制對整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備做好精細(xì)化控制，促使設(shè)備處于可控化，獲取較佳的生產(chǎn)成效，保證整個(gè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性及可靠性。

2.1.2.2 自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)控

遠(yuǎn)程控制在工業(yè)自動(dòng)化中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)匯集，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行整體性操作管理，可從本質(zhì)層面實(shí)現(xiàn)無人管理，提高整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，緩解人力勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督。遠(yuǎn)程控制反饋信息具有一定的明晰性、真實(shí)性，為工作人員提供參考數(shù)據(jù)信息，確保工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行安全性及可靠性。

2.1.2.3 生產(chǎn)過程的監(jiān)控

工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)具有一定的復(fù)雜性，對整個(gè)生產(chǎn)過程做好監(jiān)控，有助于精準(zhǔn)掌握各生產(chǎn)參數(shù)，提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量。遠(yuǎn)程控制用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，可對其進(jìn)行全方位監(jiān)控，動(dòng)態(tài)化獲取生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)安全提供保證。遠(yuǎn)程控制獲取信息可靠性較強(qiáng)，監(jiān)測精準(zhǔn)可靠，符合自動(dòng)化穩(wěn)固性要求。現(xiàn)場裝置與控器實(shí)現(xiàn)信息傳輸交流時(shí)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制，且依托開放式通信，整個(gè)生產(chǎn)工藝程序簡易化。工業(yè)自動(dòng)化各環(huán)節(jié)均緊密銜接，需充分實(shí)現(xiàn)一體化管理，對各生產(chǎn)過程做好動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，進(jìn)而確保各生產(chǎn)環(huán)節(jié)處于正常運(yùn)行中，促使工業(yè)自動(dòng)化正常運(yùn)行。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成主要包含三大模塊，即信息應(yīng)用、信息傳輸、信息感知及控制，其實(shí)際體系架構(gòu)。如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

信息應(yīng)用模塊為系統(tǒng)核心內(nèi)容之一，該模塊主要由多種計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用程序構(gòu)成。信息應(yīng)用模塊在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，需完成大量數(shù)據(jù)信息處理，為進(jìn)一步提升信息處理速率，技術(shù)人員需將云計(jì)算相關(guān)技術(shù)與其網(wǎng)絡(luò)銜接，以此展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值；現(xiàn)階段信息傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，主要包含互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)、局域無線網(wǎng)。

3種網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用，主要建立在通信技術(shù)層面，將信息控制點(diǎn)與感知點(diǎn)銜接，形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以此為物聯(lián)網(wǎng)傳輸提供便捷。

信息感知和控制模塊。該模塊也被稱為物聯(lián)網(wǎng)感知層，其核心構(gòu)成為傳感器及控制器，以此實(shí)現(xiàn)各類感知功能及控制操作。物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的技術(shù)包含如下3種。

（1）識(shí)別技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物與物交換中，不同交換物具備自身特有的代碼，該代碼可能是永久性的，也可能是臨時(shí)設(shè)定的。由于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成具有一定的復(fù)雜性，需處于原有物體基礎(chǔ)上辨識(shí)內(nèi)部構(gòu)成因素的代碼設(shè)備。

（2）架構(gòu)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)處于異構(gòu)信息系統(tǒng)中，供者與需求者間存在可操作性及關(guān)聯(lián)性，可通過構(gòu)建共享模式，達(dá)成內(nèi)部資源、信息和數(shù)據(jù)共享。需積極利用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)，促使物交換過程中環(huán)境可伸縮性、擴(kuò)展性。

（3）數(shù)據(jù)和信息處理技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用范圍十分廣泛，內(nèi)部形成大量的數(shù)據(jù)信息，需數(shù)據(jù)和信息處理技術(shù)對其進(jìn)行分析和加工，進(jìn)而獲取可靠的數(shù)據(jù)信息。其可對工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中各類數(shù)據(jù)指標(biāo)完成收集，積極使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、分析和有效輸出，實(shí)現(xiàn)多元化的目標(biāo)。具體實(shí)踐中，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)處理技術(shù)需遵循高效的基本原則，對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集，精準(zhǔn)借力結(jié)構(gòu)化的信息標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)高效化處理。

2.2.2 應(yīng)用原則

（1）實(shí)時(shí)性。工業(yè)自動(dòng)化閉環(huán)控制應(yīng)用中，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)十分關(guān)鍵，需始終遵循實(shí)時(shí)性原則，促使其符合應(yīng)用要求。

（2）安全性。工業(yè)自動(dòng)化控制逐步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全問題日漸凸顯，部分安全漏洞為工業(yè)控制產(chǎn)生損失。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用應(yīng)始終遵循安全性基本原則，促使工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)更具可靠性及安全性。

（3）兼容性。為保護(hù)當(dāng)下實(shí)際資源，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與員工生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的基本要求，互連和互操作技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，確保整個(gè)通信可靠性。

2.2.3 應(yīng)用領(lǐng)域

如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借自身高效、便捷的優(yōu)勢，具有良好的應(yīng)用前景，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可逐步實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)、機(jī)械管理和智慧工業(yè)高速發(fā)展，促使物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用更具有效性。

2.2.3.1 安全領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化深入推進(jìn)中，多數(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)工序具有一定的復(fù)雜性，對外界環(huán)境要求較高，所以生產(chǎn)過程中稍有不慎便會(huì)產(chǎn)生事故。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為生產(chǎn)領(lǐng)域安全保證的關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)過程中以云訪問作為基本解決方案，對被監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，從而對實(shí)行生產(chǎn)的工人、機(jī)器和環(huán)境做好全方位監(jiān)控，通過動(dòng)態(tài)化對現(xiàn)下數(shù)據(jù)域歷史大數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值完成比對，可故障發(fā)生前做好預(yù)警工作，第一時(shí)間消除故障隱患，進(jìn)而變更原有維護(hù)方式，提高整個(gè)設(shè)備使用率。

工業(yè)生產(chǎn)安全問題是當(dāng)下關(guān)注的焦點(diǎn)，企業(yè)自動(dòng)化培訓(xùn)過程中，需積極利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工業(yè)生產(chǎn)中做好高效感知、追蹤和定位，提升整個(gè)生產(chǎn)過程的安全性及可靠性。自動(dòng)化生產(chǎn)推進(jìn)過程中，對整個(gè)生產(chǎn)車間環(huán)境內(nèi)設(shè)備完成定位布設(shè)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對整個(gè)主體目標(biāo)做好監(jiān)控和觀察，方可實(shí)現(xiàn)處于特殊環(huán)境下自動(dòng)化管理和控制。針對實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的失誤問題，可第一時(shí)間做好追蹤，預(yù)防生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的安全隱患，積極引入自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)診斷裝置，可對出現(xiàn)問題的程序及時(shí)做好警報(bào)，以便捷、高效的方式做好科學(xué)管控，杜絕或減少安全問題的產(chǎn)生。

2.2.3.2 生產(chǎn)制造

工業(yè)自動(dòng)化推進(jìn)過程中，生產(chǎn)制造作為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，實(shí)際操作中應(yīng)充分借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)顯著增強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)可靠性及安全性，減少對原材料的損耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。工業(yè)設(shè)備正式運(yùn)行過程中包含大量數(shù)據(jù)信息，積極選用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可完成設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集和處理，按照實(shí)際生產(chǎn)的進(jìn)程，生產(chǎn)者可第一時(shí)間掌握原材料損耗狀況、材料實(shí)際應(yīng)用配比，產(chǎn)品整體質(zhì)量等多方面的信息。利用物聯(lián)網(wǎng)可提升生產(chǎn)中信息傳輸和過程控制水平，降低企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生次品，從整體層面提升產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)。應(yīng)始終從本質(zhì)層面出發(fā)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)多環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)化追蹤，促使整個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)有序推進(jìn)。

2.2.3.3 產(chǎn)品信息化

伴隨市場競爭持續(xù)性加劇，當(dāng)下產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中對產(chǎn)品產(chǎn)地、安全信息等要求愈發(fā)嚴(yán)格，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品流通領(lǐng)域信息化跟蹤，是當(dāng)下工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展和探索的重要方向，是獲取更多市場份額的關(guān)鍵措施。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可對整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化追蹤，高效、完整記錄產(chǎn)品信息化管理，將其投放至消費(fèi)者手中，結(jié)合實(shí)際需求全面、便捷掌握生產(chǎn)信息，是產(chǎn)品工業(yè)化直接為消費(fèi)者提供服務(wù)的關(guān)鍵體現(xiàn)，促使產(chǎn)品生產(chǎn)智能化水平顯著提升。

2.2.3.4 環(huán)境保護(hù)

環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排作為當(dāng)下人們關(guān)注的焦點(diǎn)，與企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)息息相關(guān)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中可對設(shè)備各項(xiàng)信息完成采集，特別是生產(chǎn)易出現(xiàn)高污染企業(yè)，對污染廢棄物做好動(dòng)態(tài)化追蹤，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)合污染實(shí)際發(fā)生狀況明確技術(shù)指標(biāo)，促使整個(gè)污染物排放有序、科學(xué)。利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對廢水、廢渣等做好精細(xì)化分析，可利用外部手段，選用化學(xué)、生物和物理等方法完成有效處理，以免污染問題加劇。針對生產(chǎn)中部分可回收使用的材料，可通過沉淀、過濾等方式處理，工業(yè)自動(dòng)化高效化生產(chǎn)中，逐步落實(shí)節(jié)能減排目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

3 結(jié)束語

遠(yuǎn)程控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中占據(jù)重要地位，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化高效率、高質(zhì)量目標(biāo)，需積極掌握其實(shí)際應(yīng)用重點(diǎn)，保證整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)更具可靠性。為提高整個(gè)應(yīng)用成效，遵循相應(yīng)的基本原則，應(yīng)結(jié)合實(shí)際狀況，精準(zhǔn)掌握各類技術(shù)要點(diǎn)，助力企業(yè)良好生存和發(fā)展。