从自动化理论看工业互联网——物联网

时间 :2019-11-04点击 :栏目 :行业动态来源 :www.qto-pay.cn作者 :新中付
在2018年底,曾经构思了系列文章从自动化理论看工业互联网,原计划写三部分内容:介绍自动化理论在日常生活中的应用(以第五项修炼介绍)、自动化理论在供应链管理中的应用、自动化理论在物联网中的应用。
 
但于2019年初加入SAP后,一直忙于学习SAP丰富的知识,这系列的文章就中断了,但一直还是想写一写我是如何利用自动化理论学物联网的。
 

 
 
物联网中的闭环原理
 
自动化理论中,最重要的就是闭环控制,大部分内容讨论的是通过闭环控制,实现自动控制系统的稳定性。看一下闭环控制原理:
 
在这个图中,被控对象是控制目标。而控制器、执行器和传感器都是为了实现被控对象能够达到控制目标。因而自动化原理中最核心的是控制器、执行器和传感器。
 
在哪一张物联网的架构图,我学习物联网的时候,最早用的是IBM的一张原理图:
 
这张图中,物联网的架构中,包括感知与识别, 控制与管理,模型与分析。
 
其中感知与识别对应着传感器,控制与管理对应着执行器,模型与分析对应着控制器。
 
物联网的架构完全可以对应上控制原理的基本架构。
 
物联网的不同之处
 
物联网的架构与自动控制原理有很多相似之处,但物联网相对于自动化设备要复杂:
 
1、早期自动化应用于设备处传感器、控制器、执行器都是控制单一设备,不需要识别被控设备。但是物联网系统管理的设备多,对设备管理时,需要识别设备,因而物联网需要有识别功能,可以是通过ID识别,也可以通过IP识别。
 
2、早期自动化都是本地执行【有了DCS之后,才有集中管理,分散控制的】,所以控制器相对简单。但是物联网需要将信息集中处理,大大增加了复杂度:需要网络支持,需要人工智能技术来实现控制功能,考虑多个设备之间的联动关系。所以物联网相对于自动化原理,复杂性大部分体现在控制器上。现在集中讨论的大数据、智能分析、人工智能、机器学习,通讯协议、通讯网络,所有的目标都是为了实现控制器的功能。
 
3、物联网在控制器【人工智能、大数据分析等应用】还不完善,可以直接控制设备非常少,现在物联网的执行器,还是通过事件触发,交由人来处理。因而物联网通过事件驱动的模式会比较普遍:如果未发生异常,不需要人来处理,发生异常会抛事件来让人处理。随着智能技术的发展【控制器完善】,执行器将越来越多的自动处理。
 
物联网的发展需要借鉴自动化的原理
 
以上分享的自动化原理,都是早期控制单个设备的原理。自动化应用也在不断完善。比如发展出DCS系统:集散控制系统。其原理是集中管理,分散控制。
 
设备的控制,还是通过控制回路实现;但对控制设备的管理则集中到中控室,控制回路中的传感器信息上传到中控室,集中监控;对设备控制参数,也可以通过中控室来控制。
 
可以简单理解为:DCS系统是一个企业内使用的物联网简单系统。如果将DCS管理的设备实现跨企业的集中管理,同时利用数据实现智能化,就是物联网系统。
 
在2013年参观陕鼓集团时,他们演示的旋转控制设备远程监控系统,是非常典型的物联网应用,陕鼓的这套系统,就是借鉴了DCS原理实现的。

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