第28屆青島國際工業(yè)自動化技術(shù)及裝備展覽會
2026年7月16-19日|青島國際會展中心(紅島館)
在這個圖中,被控對象是控制目標。而控制器、執(zhí)行器和傳感器都是為了實現(xiàn)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(zhí)行器和傳感器。
在哪一張物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)圖,我學習物聯(lián)網(wǎng)的時候,最早用的是IBM的一張原理圖:
這張圖中,物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)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(zhí)行器,模型與分析對應著控制器。
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)完全可以對應上控制原理的基本架構(gòu)。
物聯(lián)網(wǎng)的不同之處
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與自動控制原理有很多相似之處,但物聯(lián)網(wǎng)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(zhí)行器都是控制單一設備,不需要識別被控設備。但是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理的設備多,對設備管理時,需要識別設備,因而物聯(lián)網(wǎng)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(zhí)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(lián)網(wǎng)需要將信息集中處理,大大增加了復雜度:需要網(wǎng)絡支持,需要人工智能技術(shù)來實現(xiàn)控制功能,考慮多個設備之間的聯(lián)動關系。所以物聯(lián)網(wǎng)相對于自動化原理,復雜性大部分體現(xiàn)在控制器上。現(xiàn)在集中討論的大數(shù)據(jù)、智能分析、人工智能、機器學習,通訊協(xié)議、通訊網(wǎng)絡,所有的目標都是為了實現(xiàn)控制器的功能。
3、物聯(lián)網(wǎng)在控制器【人工智能、大數(shù)據(jù)分析等應用】還不完善,可以直接控制設備非常少,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的執(zhí)行器,還是通過事件觸發(fā),交由人來處理。因而物聯(lián)網(wǎng)通過事件驅(qū)動的模式會比較普遍:如果未發(fā)生異常,不需要人來處理,發(fā)生異常會拋事件來讓人處理。隨著智能技術(shù)的發(fā)展【控制器完善】,執(zhí)行器將越來越多的自動處理。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)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(fā)展出DCS系統(tǒng):集散控制系統(tǒng)。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(xiàn);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(jiān)控;對設備控制參數(shù),也可以通過中控室來控制。
可以簡單理解為:DCS系統(tǒng)是一個企業(yè)內(nèi)使用的物聯(lián)網(wǎng)簡單系統(tǒng)。如果將DCS管理的設備實現(xiàn)跨企業(yè)的集中管理,同時利用數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能化,就是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
在2013年參觀陜鼓集團時,他們演示的旋轉(zhuǎn)控制設備遠程監(jiān)控系統(tǒng),是非常典型的物聯(lián)網(wǎng)應用,陜鼓的這套系統(tǒng),就是借鑒了DCS原理實現(xiàn)的。
自動化理論中,最重要的就是閉環(huán)控制,大部分內(nèi)容討論的是通過閉環(huán)控制,實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性??匆幌麻]環(huán)控制原理:
在這個圖中,被控對象是控制目標。而控制器、執(zhí)行器和傳感器都是為了實現(xiàn)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(zhí)行器和傳感器。
在哪一張物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)圖,我學習物聯(lián)網(wǎng)的時候,最早用的是IBM的一張原理圖:
這張圖中,物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)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(zhí)行器,模型與分析對應著控制器。
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)完全可以對應上控制原理的基本架構(gòu)。
物聯(lián)網(wǎng)的不同之處
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與自動控制原理有很多相似之處,但物聯(lián)網(wǎng)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(zhí)行器都是控制單一設備,不需要識別被控設備。但是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理的設備多,對設備管理時,需要識別設備,因而物聯(lián)網(wǎng)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(zhí)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(lián)網(wǎng)需要將信息集中處理,大大增加了復雜度:需要網(wǎng)絡支持,需要人工智能技術(shù)來實現(xiàn)控制功能,考慮多個設備之間的聯(lián)動關系。所以物聯(lián)網(wǎng)相對于自動化原理,復雜性大部分體現(xiàn)在控制器上。現(xiàn)在集中討論的大數(shù)據(jù)、智能分析、人工智能、機器學習,通訊協(xié)議、通訊網(wǎng)絡,所有的目標都是為了實現(xiàn)控制器的功能。
3、物聯(lián)網(wǎng)在控制器【人工智能、大數(shù)據(jù)分析等應用】還不完善,可以直接控制設備非常少,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的執(zhí)行器,還是通過事件觸發(fā),交由人來處理。因而物聯(lián)網(wǎng)通過事件驅(qū)動的模式會比較普遍:如果未發(fā)生異常,不需要人來處理,發(fā)生異常會拋事件來讓人處理。隨著智能技術(shù)的發(fā)展【控制器完善】,執(zhí)行器將越來越多的自動處理。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)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(fā)展出DCS系統(tǒng):集散控制系統(tǒng)。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(xiàn);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(jiān)控;對設備控制參數(shù),也可以通過中控室來控制。
可以簡單理解為:DCS系統(tǒng)是一個企業(yè)內(nèi)使用的物聯(lián)網(wǎng)簡單系統(tǒng)。如果將DCS管理的設備實現(xiàn)跨企業(yè)的集中管理,同時利用數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能化,就是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
在2013年參觀陜鼓集團時,他們演示的旋轉(zhuǎn)控制設備遠程監(jiān)控系統(tǒng),是非常典型的物聯(lián)網(wǎng)應用,陜鼓的這套系統(tǒng),就是借鑒了DCS原理實現(xiàn)的。