淺談在工業自動化中物聯網技術的應用

陳晟煒

摘要：近年來我國工業技術不斷更新進步，工業自動化程度也越來越高，物聯網技術由于其特有的優勢，尤其是物聯網技術的包容性，在工業自動化智能感應、定位和識別功能不斷得到研發和應用，使工業生產自動化水平和整體效率得到了進一步的提升。本文結合工業自動化領域中物聯網技術的應用現狀，分析了物聯網關鍵技術的應用情況，并對工業物聯網技術的發展前景進行展望。

關鍵詞：工業自動化;物聯網技術;智能工業;識別感應

隨著科學技術水平的日益提升，物聯網的出現使得現代社會生產技術發生了重大改變，成為人們生產生活中不可或缺的組成部分。就物聯網技術而言，不單是簡單的對物體與互聯網間進行連接，在一定意義，上更是對互聯網產業鏈的一種創新和深化過程。由于物聯網有很好的包容性，在工業自動化領域中，物聯網技術能實現遠程監控、定位識別等功能，進一步提升了工業生產自動化水平，促進工作效率提升。工業自動化得到不斷發展與創新，物聯網技術的應用也已然掀起智能工業的新一輪技術革命。但由于我國物聯網技術起步晚、發展快，各項技術尚未成熟，在工業自動化應用過程中也會出現一些問題，亟需予以進一步的完善。

一、工業自動化領域中物聯網技術的應用現狀

在工業自動化領域中搭建物聯網需要借助工業系統、智能傳感器以及移動終端，還有諸多的外部智能設備，物聯網技術的構成系統是運營支撐、無線通信以及傳感網絡，是實現各類信息傳感設備相互的網絡聯通。以下是其目前基本系統構成及功能示意圖：

隨著無線網絡4G/5G技術的日臻完善，網絡接入和數據傳輸也趨于成熟，那么如何將傳到互聯網上的這些工業數據進行處理、歸類、存儲，并用客戶容易查詢的方式分享這些數據，且整套系統的價格適中，能便于廣泛的市場推廣，這就是我們目前有待研究的課題。物聯網技術的應用不僅能夠實現生產過程的遠程監控和無人值守等基本功能，還能夠改變和提高生產管理模式、提高工作效率，目前市場上普遍的解決方案是云訪問，即通過專用的物聯網接入設備或稱為前端數據采集器將現場傳感器的信號或PLC的數據等采集上來，然后通過3G/4G網絡傳輸到特定的云服務器上，在云服務器端運行專用的云平臺軟件，對上傳的數據進行處理、歸類、存儲，客戶端可通過互聯網在任何地方通過電腦或手機進行遠程查詢和訪問。市場上有很多公司在研發云訪問系統，但缺乏統一的規范和標準，特別是每家系統都必須配各自的物聯網接入設備，系統價格偏高，對造成成本的浪費，云平臺軟件也是五花八門，水平參次不齊，訪問界面不友好，客戶也不方便自己定制和編程，目前只能實現一些簡單據的查詢和報警功能，更多客戶特定的實時狀態監視及統計分析功能還無法實現。由于以上的這些原因造成了云訪問模式很難大范圍推廣，只能在一些大企業中試點運行。目前有很多大品牌PLC都支持WebServer功能，只是開發WEB頁面往往需要對HTML5，JAVA等語言進行編寫，對工控領域的從業者難度較大，這直接造成了廣大用戶沒有注意到這種云訪問模式的優越性。

二、工業自動化中物聯網關鍵技術的應用

物聯網技術是網絡技術的一種延伸，也是對互聯網技術的拓展，通過對網絡層和應用層的重新架構。現階段，物聯網在面向工業自動化的過程中所涉及的技術主要有三個層面，一是信息的感知、識別和定位，二是網絡接入及數據和信號的處理，三是行業應用等等。

2.1識別技術

在物聯網技術中識別技術是最基礎的一部分，物聯網識別主要是對聯網的信息交換中，對需要交換的信息或者是有其他對象的識別代碼，識別代碼是唯一的，是針對一個物體或一個對象，或者是一個對象可以有幾個識別代碼。組成一個信息交換對象有著諸多的元素。系統的構成是比較復雜的，可以用識別技術實現對對象的識別。

2.2架構技術

在聯網信息交換的實際過程中可以用多樣化的方式，是對操作實行互通互聯。比如信息交換的供需雙方，對架構技術展開合理的應用，可以搭建出信息共享的方式，然后為雙方提供各類的數據資源和信息資源。架構技術的優勢就是服務的方式比較簡單，其缺陷就是在非語言環境中才能開展。對供需雙方來說實際行動都是有一定的局限性以及屬性。因此在物聯網技術的實際操作中，架構技術還是要加強應用，從而為供需雙方提供合理的操作平臺。

2.3物聯網數據與信號處理技術

在工業自動化生產的實際開展中，物聯網本身就要具備一定的信息處理能力，物聯網可以將工業自動化中生產以及銷售活動產生的數據收集起來，借助計算機技術實現對這些數據的處理以及分析。在工業自動化中開展物聯網的實際應用，可以依據相關的語義，借助物聯網中的重要技術以及設備，對信息數據展開適當的分析以及采集。然后在結構化信息的基礎上對采集到的數據展開合理的處理以及分析。

2.4嵌入式系統技術

對傳感技術、硬件軟件以及電子技術進行整合后，可以形成嵌入式系統，技術復雜性還是比較高的。若是將網絡比作為人的神經系統，那么傳感器相當于五官，負責的是信息的收集，嵌入式系統則是人的大腦。如今技術在不斷更新，經濟在不斷進步，嵌入式系統不斷經過改進，也不斷滲透到各個領域中。

三、工業領域中物聯網技術的發展前景

3.1實現實時數據和大數據的采集和監控分析

物聯網技術目前被應用于各個行業的生產制造的每一個環節當中，利用安裝了物聯網技術的生產設備，通過采集數據、生產檢測來控制產品質量和原材料消耗等情況。這樣就可以實現對工業生產、設備制造等環節的遠程實時監控。在生產過程中，按照云訪問的技術要求對被監控設備進行聯網，從而對實行生產的工人、進行生產的機器、以及生產的環境等進行全方位監控，通過對實時數據與歷史大數據經驗值的分析對比，可以在故障發生前即可提前預警，及早消除故障隱患，改變現有的被動維護方式為預防性維護，延長設備壽命，提高設備使用率。

3.2實現經營管理的最大融合，減少生產管理成本

物聯網技術應用在經營管理環節當中主要是應用于供應鏈管理和生產管理兩個環節當中。在這兩個環節中應用物聯網技術不僅能減少成本，能夠提高相關工作人員的工作效率，還能提高企業的管理效率和管理的智能化水平。通過使用物聯網技術，可優化自動化系統中的一些配置，降低控制系統的成本，即為企業節約更多的資本投入，也可以為節能環保做出貢獻。例如工業現場的觸摸屏，在很多場合觸摸屏利用率不高，通過云訪問方案即可取消這些觸摸屏，用操作人員自己的手機來查看設備的運行狀態并進行操作和設置，其功能完全和原來的觸摸屏一樣，試想一下，如果采用這樣的方案，我們可以節省多少控制成本。

四、結語

如今無論是互聯網還是物聯網都已成為我們生活中不可缺少的一部分，如何將物聯網的技術更好的與工業自動化及生產過程中進行融合，是我們需要長期在實踐中不斷總結研究的課題，在“中國制造2025“國家強國戰略的指引下，結合生產實際，只有不斷的創新，研發新技術，才可以在工業自動化領域發揮出物聯網技術的最佳效果，真正實現智慧工業的可持續發展。

參考文獻：

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（作者單位：深圳智明創展電子有限公司）