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從自動化理論看工業互聯網——物聯網
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xuyongshuo 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-11-04 10:38:30 樓主

在2018年底,曾經構思了系列文章從自動化理論看工業互聯網,原計劃寫三部分內容:介紹自動化理論在日常生活中的應用(以第五項修煉介紹)、自動化理論在供應鏈管理中的應用、自動化理論在物聯網中的應用。

但于2019年初加入SAP后,一直忙于學習SAP豐富的知識,這系列的文章就中斷了,但一直還是想寫一寫我是如何利用自動化理論學物聯網的。


01 物聯網中的閉環原理

自動化理論中,最重要的就是閉環控制,大部分內容討論的是通過閉環控制,實現自動控制系統的穩定性。看一下閉環控制原理:

image.png

在這個圖中,被控對象是控制目標。而控制器、執行器和傳感器都是為了實現被控對象能夠達到控制目標。因而自動化原理中最核心的是控制器執行器傳感器


在拿一張物聯網的架構圖,我學習物聯網的時候,最早用的是IBM的一張原理圖:

image.png

這張圖中,物聯網的架構中,包括感知與識別, 控制與管理,模型與分析。

其中感知與識別對應著傳感器,控制與管理對應著執行器,模型與分析對應著控制器

物聯網的架構完全可以對應上控制原理的基本架構。

02 物聯網的不同之處

物聯網的架構與自動控制原理有很多相似之處,但物聯網相對于自動化設備要復雜:

1、早期自動化應用于設備處傳感器、控制器、執行器都是控制單一設備,不需要識別被控設備。但是物聯網系統管理的設備多,對設備管理時,需要識別設備,因而物聯網需要有識別功能,可以是通過ID識別,也可以通過IP識別。

2、早期自動化都是本地執行【有了DCS之后,才有集中管理,分散控制的】,所以控制器相對簡單。但是物聯網需要將信息集中處理,大大增加了復雜度:需要網絡支持,需要人工智能技術來實現控制功能,考慮多個設備之間的聯動關系。所以物聯網相對于自動化原理,復雜性大部分體現在控制器上。現在集中討論的大數據、智能分析、人工智能、機器學習,通訊協議、通訊網絡,所有的目標都是為了實現控制器的功能。

3、物聯網在控制器【人工智能、大數據分析等應用】還不完善,可以直接控制設備非常少,現在物聯網的執行器,還是通過事件觸發,交由人來處理。因而物聯網通過事件驅動的模式會比較普遍:如果未發生異常,不需要人來處理,發生異常會拋事件來讓人處理。隨著智能技術的發展【控制器完善】,執行器將越來越多的自動處理。


03 物聯網的發展需要借鑒自動化的原理

以上分享的自動化原理,都是早期控制單個設備的原理。自動化應用也在不斷完善。比如發展出DCS系統:集散控制系統。其原理是集中管理,分散控制。

設備的控制,還是通過控制回路實現;但對控制設備的管理則集中到中控室,控制回路中的傳感器信息上傳到中控室,集中監控;對設備控制參數,也可以通過中控室來控制。

可以簡單理解為:DCS系統是一個企業內使用的物聯網簡單系統。如果將DCS管理的設備實現跨企業的集中管理,同時利用數據實現智能化,就是物聯網系統。

在2013年參觀陜鼓集團時,他們演示的旋轉控制設備遠程監控系統,是非常典型的物聯網應用,陜鼓的這套系統,就是借鑒了DCS原理實現的。


本文是從自動控制原理看工業互聯網系列的第六篇。


來源:微信號xuyongshuo-work

作者:許永碩

該作品已獲作者授權,未經許可,禁止任何個人及第三方轉載。



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WOJIAOYC 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-11-07 13:47:52 1樓
 

早期自動化都是本地執行【有了DCS之后,才有集中管理,分散控制的】,所以控制器相對簡單。但是物聯網需要將信息集中處理,大大增加了復雜度:需要網絡支持,需要人工智能技術來實現控制功能,考慮多個設備之間的聯動關系。所以物聯網相對于自動化原理,復雜性大部分體現在控制器上。現在集中討論的大數據、智能分析、人工智能、機器學習,通訊協議、通訊網絡,所有的目標都是為了實現控制器的功能。

3、物聯網在控制器【人工智能、大數據分析等應用】還不完善,可以直接控制設備非常少,現在物聯網的執行器,還是通過事件觸發,交由人來處理。因而物聯網通過事件驅動的模式會比較普遍:如果未發生異常,不需要人來處理,發生異常會拋事件來讓人處理。隨著智能技術的發展【控制器完善】,執行器將越來越多的自動處理。


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