物联网与过程工业智能优化制造--控制网

物联网与过程工业智能优化制造
企业:和利时集团 日期:2017-03-25
领域:DCS 点击数:1345

杭州和利时自动化有限公司 周义

在我国智能制造的浪潮中,物联网作为智能制造解决方案中不可缺少的部分,在智能制造的浪潮中发挥着重要的作用。然而,相对常见的离散工业智能制造解决方案而言,我国传统的过程工业领域的智能优化制造解决方案更加具有特殊性和挑战性,其中的物联网解决方案也同样具备自己的特点。

1 基于物联网的过程工业智能优化制造的特点

离散工业和过程工业智能化的目标和解决方案的差异,是由这两类不同工业企业的生产过程的差异决定的:

概括地说,离散工业是将原材料加工成零件,再把零件组装成部件,最后把部件组装成产品的过程,这个过程其实是一个可拆分的物理过程,产品可以通过携带的二维码、RFID等物联网技术和生产设备之间进行通讯;而过程工业是将原材料经过发酵、燃烧等工艺实现物质转换的过程,是一个不可拆分的物理化学反应,气、液、固多相共存的连续的过程,产品大都无法携带二维码、RFID等物联网标识,因此,过程工业的物联网就必须大力借助传感器在产品和生产设施之间传递信息。

另一方面,不少专家学者认为:传统的DCS等工业自动化领域其实是物联网的一部分。而我国的过程工业自动化水平要比离散工业高很多,因此,在过程工业的物联网解决方案中,需要考虑对原有DCS等工业自动化系统充分利用,将“分散控制,集中管理”转变成“分散控制,集中优化管理”,从而实现过程工业的智能优化制造。

2 基于物联网的过程工业智能优化制造解决方案

基于物联网的过程工业智能优化制造解决方案由改进的DCS等工业自动化系统、安全物联网网关、云服务平台和工业大数据平台四大部分组成,如图1所示。

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图1 基于物联网的过程工业智能优化制造解决方案

2.1 通过智能化的工业自动化系统打造物联网的感知层:

众所周知,要实现物联网,第一步就是要将无处不在的末端设备和设施,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M), 实现全面感知,让“物”会“说话”,成为“智能物件”,对其进行识别或数据采集。

目前国内外先进的工业自动化厂商都在不断发展自己的产品,以满足智能化、物联网的需求。国内的工业自动化厂商和利时的工业自动化产品经过多年的发展,各子部件都已实现智能化,各部件之间通过全数字信息进行协调控制,支持PROFIBUS/HART/MODBUS/FF等国际上常用现场总线,可以方便地添加第三方设备,如智能仪表、PLC和变频器等,并可以通过OPC/DDE/ODBC等软件标准接口让流程工业企业中的各种设备、设施变成具有感知能力的、会“说话”的智能设备、设施,形成了物联网中的感知能力。

2.2 通过和利时“安全物联网网关”实现物联网的安全可靠传输:

传统的DCS等工业自动化系统是不能连接到互联网的,正是由于这个局限性,限制了DCS等工业自动化系统中的数据只能用于现场控制。

和利时的物联网解决方案,通过自主研发的安全物联网网关,物联网网关对DCS中的传感器、控制器、设备的身份进行识别、映射,并对传输的数据进行加密防护后,将DCS等工业自动化系统连接到信息系统网络,在必要时可以接入互联网和云平台对接,打通感知层和智能计算层系统的数据通道,构建成物联网的可靠网络传输层。

2.3 通过云服务和大数据平台打造物联网的智能应用层

构建物联网的目的是为了利用各种设备、设施对传递上来的数据进行开发应用。和利时通过部署在客户端的工业软件平台和部署在云端的云服务平台实现企业在生产调度、能源管理、优化控制等方面的智能化需求,具体如图2所示。

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图2 工厂级工业实时互联架构HOLLIAS)

和利时基于物联网的过程工业智能化制造解决方案,帮助用户打通了底层设备自动控制层到企业运营管理信息化层的通道,大大提高了日常运营所需生产数据的实时性、可靠性、安全性,并充分利用大数据技术对日常生产产生的海量数据进行分析,为企业实现生产工艺、管理流程的优化提供了有效的手段。

总之,物联网技术的发展,必将推动工业自动化水平的提高,最终实现过程工业整体生产和运营效率的大幅提升。

作者简介:

周义,现任杭州和利时自动化有限公司信息化首席专家,历任北京和利时信息化部总经理、和利时集团信息化总监, 从事I T 工作1 8 年。曾参与《公共资源库建立与维护——和利时网络化制造示范工程》项目建设、《北京10号线PIS系统》等大型项目; 主持实施了和利时E R P 、门户网站、和利时集团考勤系统等大型平台;担任信息管理中心领导期间,主持了和利时IT内控体系、和利时IT服务管理体系、两化融合管理体系的建设,并带领团队对ERP、OA平台进行了持续改进和升级。

摘自《自动化博览》2017年3月刊

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