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工业远程智能控制与服务技术未来发展趋势研究

导读: 工业远程智能控制与服务基本原理是,操作者在现场远端利用遥控设备通过传输通道,将控制指令发送给现场近端控制器,再由近端控制器完成对被控设备的控制,达到状态监控、设备维护、提供服务等目的。

  一、引 言

  工业控制从20世纪30年代出现开始,系统模式经历了机械/液动、模拟、数字、智能等几个阶段,实现了飞跃式发展。工业控制的距离从原来的就地处理发展成今天的远程处理,功能从原来的检测、记录和简单控制逐渐发展成为今天的控制与服务,工具从原来单一的仪表逐渐发展成为今天的远程网络控制服务系统,操作从原来的人工操作逐渐发展成为今天的自动化操作,能力从原来的固定化逐步发展成为今天的智能化。工业远程智能控制与服务不再是一个可期前景和目标,而是已经实现的真实场景,并在能源、机械、汽车、环保、医疗、化工等多个领域得到应有。随着美、德、英、中等国家工业发展相关战略的实施、工业互联网的发展和“互联网+”的逐步推进,工业远程控制与服务必将会在近几年之内形成遍地开花之势。

  二、工业远程智能控制与服务基本原理

  工业远程智能控制与服务基本原理是,操作者在现场远端利用遥控设备通过传输通道,将控制指令发送给现场近端控制器,再由近端控制器完成对被控设备的控制,达到状态监控、设备维护、提供服务等目的,监控系统将控制与服务的结果及被控设备的状态返回给云计算处理中心,大数据平台将返回的数据与历史数据一起进行综合处理,为后续控制指令的参数生成提供基础,从而实现智能控制与服务。

  远端遥控设备是操作者的操控工具,可以是接入到相关网络的电脑、手机、电话、专用控制器等终端设备。电脑作为遥控设备时,一般需要安装有远程控制软件与系统,或需要登陆网络平台进行操作,也可以通过系统命令的方式实现控制指令的发送。手机作为遥控设备时,可以通过APP、微信、彩信、短信等应用来实现。电话或专用控制器作为遥控设备使用时,需要近端控制器能够直接理解遥控设备所发出的指令。

  近端控制器是直接面向被控设备的控制设备或控制模块,一般为接入到相关网络的工业计算机或可编程控制器(PLC)。可编程逻辑控制器接收到远端遥控指令之后,通过其内部可编程的存储器,将控制指令解析成机器语言指令,并通过数字或模拟式输入/输出方式对被控对象进行控制。

  传输通道是将控制指令发送给现场近端控制器的网络或其它物理介质。传输通道可以是互联网、物联网、以太网、有线交换电话网络、移动通信网络、无线电、广播网络等。控制指令在传输通道中以数据或模拟形式进行传输。一般情况下,由于数据形式的传输可以在加密后进行,因此也具有较好的安全性。在需要将现场信息回传给远端的情况下,传输通道必须是双向通道。

  控制指令是远端控制设备发给近端控制器的命令集合。这些控制指令以逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等形式发送给近端控制器,并由近端控制器负责具体操控。

  被控对象是指各种类型的机械或生产过程。它们是操作者所要控制的真正对象,在接收到近端控制器的机器语言指令后,执行状态控制、设备维护、提供服务等相应的操作。

  监控系统是指具有测试、检测能力的仪表或系统,一般包含有各种各样的传感器。监控系统通过监测功能,可以获取被控设备的状态、控制指令的执行结果等数据,并将这些数据通过传输通道送回给云计算处理中心。

  大数据平台对云计算处理中心中的数据按照一定的标准进行智能挖掘和分析,得出可以获得最佳控制与服务效果的最佳参数,并对后续控制指令参数进行修正。

  三、工业远程智能控制与服务关键技术分析

  1、 可编程逻辑控制技术

  可编程逻辑控制技术通过将控制指令随时加载数字逻辑控制器的内存内储存与执行来实现工业自动化控制。可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)由内部CPU、指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元模块组成,可接收(输入)及发送(输出)多种型态的电气或电子信号,并利用这些信号来控制或监督机械与电气系统。现在的可编程逻辑控制器已经从当初功能简单的计算机模块发展出了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等许多功能,广泛应用于目前的各个工业控制领域,称为工业控制领域中不可或缺的组成部分。可编程控制器通过潜入到个人电脑之中,可以实现远端与本地的信息与操作交互,大幅提高了工业远程控制与服务的安全性和可靠性,也推动了现场设备向高度的集成化、网络化与智能化方向发展。

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