工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的物聯(lián)控制已經(jīng)成為提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本、增強(qiáng)設(shè)備安全的關(guān)鍵手段。通過將物理設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和智能控制等多項(xiàng)功能，從而提高設(shè)備的運(yùn)行效率、降低運(yùn)營成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。本文將詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備物聯(lián)控制，包括架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐方法。

一、工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備物聯(lián)控制架構(gòu)設(shè)計(jì)

1、設(shè)備感知層

設(shè)備感知層是整個(gè)物聯(lián)控制系統(tǒng)的最底層，主要負(fù)責(zé)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集和基礎(chǔ)控制。通過各種傳感器、執(zhí)行器以及控制器，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等的實(shí)時(shí)感知和監(jiān)測。

2、網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，將各種設(shè)備連接到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中。這層主要包括各種通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)安全保障等功能。

3、數(shù)據(jù)管理層

數(shù)據(jù)管理層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析和可視化。通過數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，同時(shí)為上層應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

4、應(yīng)用層

應(yīng)用層主要面向用戶，包括各種管理軟件、操作界面、報(bào)警系統(tǒng)等。用戶可以通過移動(dòng)設(shè)備或PC端對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)、能源管理等功能。

二、工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備物聯(lián)控制實(shí)踐方法

1、選擇合適的傳感器和執(zhí)行器

要根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)和應(yīng)用場景，選擇合適的傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的精準(zhǔn)感知和監(jiān)控。例如，對于高溫高壓設(shè)備，可以選擇溫度、壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測；對于大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，可以選擇振動(dòng)傳感器進(jìn)行故障預(yù)警。

2、設(shè)計(jì)可靠的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

要結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)可靠的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速接入和穩(wěn)定通信。例如，可以采用Modbus、Profinet等現(xiàn)場總線協(xié)議進(jìn)行通信；對于大規(guī)模設(shè)備的監(jiān)控，可以采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，要充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全問題，采取必要的安全措施保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理和智能分析

要采用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和智能分析。例如，可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)；通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法對設(shè)備的能耗進(jìn)行分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源的有效利用和管理。此外，要充分利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)以直觀的方式呈現(xiàn)給用戶，方便用戶進(jìn)行決策和管理。

4、開發(fā)實(shí)用的應(yīng)用軟件和操作界面

要根據(jù)用戶的需求和應(yīng)用場景，開發(fā)實(shí)用的應(yīng)用軟件和操作界面，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。例如，可以開發(fā)手機(jī)APP或PC端軟件，讓用戶隨時(shí)隨地了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，要設(shè)計(jì)簡潔易用的操作界面，方便用戶進(jìn)行設(shè)備控制和維護(hù)。此外，要充分考慮系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性，以便在系統(tǒng)升級或擴(kuò)展時(shí)能夠方便地進(jìn)行修改和擴(kuò)展。

實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備物聯(lián)控制是工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的必然趨勢，能夠有效地提高設(shè)備的運(yùn)行效率和管理水平。在實(shí)踐中，我們需要根據(jù)實(shí)際需求和場景選擇合適的架構(gòu)和方案，充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化監(jiān)控和管理。同時(shí)，要注意系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性問題，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全。

審核編輯 黃宇