杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司 周義

在我國智能制造的浪潮中，物聯(lián)網(wǎng)作為智能制造解決方案中不可缺少的部分，在智能制造的浪潮中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。然而，相對常見(jiàn)的離散工業(yè)智能制造解決方案而言，我國傳統的過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域的智能優(yōu)化制造解決方案更加具有特殊性和挑戰性，其中的物聯(lián)網(wǎng)解決方案也同樣具備自己的特點(diǎn)。

1　基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造的特點(diǎn)

離散工業(yè)和過(guò)程工業(yè)智能化的目標和解決方案的差異，是由這兩類(lèi)不同工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程的差異決定的：

概括地說(shuō)，離散工業(yè)是將原材料加工成零件，再把零件組裝成部件，最后把部件組裝成產(chǎn)品的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程其實(shí)是一個(gè)可拆分的物理過(guò)程，產(chǎn)品可以通過(guò)攜帶的二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和生產(chǎn)設備之間進(jìn)行通訊；而過(guò)程工業(yè)是將原材料經(jīng)過(guò)發(fā)酵、燃燒等工藝實(shí)現物質(zhì)轉換的過(guò)程，是一個(gè)不可拆分的物理化學(xué)反應，氣、液、固多相共存的連續的過(guò)程，產(chǎn)品大都無(wú)法攜帶二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)標識，因此，過(guò)程工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)就必須大力借助傳感器在產(chǎn)品和生產(chǎn)設施之間傳遞信息。

另一方面，不少專(zhuān)家學(xué)者認為：傳統的DCS等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域其實(shí)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分。而我國的過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化水平要比離散工業(yè)高很多，因此，在過(guò)程工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，需要考慮對原有DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統充分利用，將“分散控制，集中管理”轉變成“分散控制，集中優(yōu)化管理”，從而實(shí)現過(guò)程工業(yè)的智能優(yōu)化制造。

2　基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案由改進(jìn)的DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統、安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)平臺和工業(yè)大數據平臺四大部分組成，如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造解決方案

2.1　通過(guò)智能化的工業(yè)自動(dòng)化系統打造物聯(lián)網(wǎng)的感知層：

眾所周知，要實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)，第一步就是要將無(wú)處不在的末端設備和設施，通過(guò)各種無(wú)線(xiàn)和/或有線(xiàn)的長(cháng)距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò )實(shí)現互聯(lián)互通（M2M）, 實(shí)現全面感知，讓“物”會(huì )“說(shuō)話(huà)”，成為“智能物件”，對其進(jìn)行識別或數據采集。

目前國內外先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化廠(chǎng)商都在不斷發(fā)展自己的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足智能化、物聯(lián)網(wǎng)的需求。國內的工業(yè)自動(dòng)化廠(chǎng)商和利時(shí)的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，各子部件都已實(shí)現智能化，各部件之間通過(guò)全數字信息進(jìn)行協(xié)調控制，支持PROFIBUS/HART/MODBUS/FF等國際上常用現場(chǎng)總線(xiàn)，可以方便地添加第三方設備，如智能儀表、PLC和變頻器等，并可以通過(guò)OPC/DDE/ODBC等軟件標準接口讓流程工業(yè)企業(yè)中的各種設備、設施變成具有感知能力的、會(huì )“說(shuō)話(huà)”的智能設備、設施，形成了物聯(lián)網(wǎng)中的感知能力。

2.2　通過(guò)和利時(shí)“安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的安全可靠傳輸：

傳統的DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統是不能連接到互聯(lián)網(wǎng)的，正是由于這個(gè)局限性，限制了DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統中的數據只能用于現場(chǎng)控制。

和利時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，通過(guò)自主研發(fā)的安全物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對DCS中的傳感器、控制器、設備的身份進(jìn)行識別、映射，并對傳輸的數據進(jìn)行加密防護后，將DCS等工業(yè)自動(dòng)化系統連接到信息系統網(wǎng)絡(luò )，在必要時(shí)可以接入互聯(lián)網(wǎng)和云平臺對接，打通感知層和智能計算層系統的數據通道，構建成物聯(lián)網(wǎng)的可靠網(wǎng)絡(luò )傳輸層。

2.3　通過(guò)云服務(wù)和大數據平臺打造物聯(lián)網(wǎng)的智能應用層

構建物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了利用各種設備、設施對傳遞上來(lái)的數據進(jìn)行開(kāi)發(fā)應用。和利時(shí)通過(guò)部署在客戶(hù)端的工業(yè)軟件平臺和部署在云端的云服務(wù)平臺實(shí)現企業(yè)在生產(chǎn)調度、能源管理、優(yōu)化控制等方面的智能化需求，具體如圖2所示。

圖2 工廠(chǎng)級工業(yè)實(shí)時(shí)互聯(lián)架構HOLLIAS）

和利時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程工業(yè)智能化制造解決方案，幫助用戶(hù)打通了底層設備自動(dòng)控制層到企業(yè)運營(yíng)管理信息化層的通道，大大提高了日常運營(yíng)所需生產(chǎn)數據的實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性，并充分利用大數據技術(shù)對日常生產(chǎn)產(chǎn)生的海量數據進(jìn)行分析，為企業(yè)實(shí)現生產(chǎn)工藝、管理流程的優(yōu)化提供了有效的手段。

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，最終實(shí)現過(guò)程工業(yè)整體生產(chǎn)和運營(yíng)效率的大幅提升。

作者簡(jiǎn)介：

周義，現任杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司信息化首席專(zhuān)家，歷任北京和利時(shí)信息化部總經(jīng)理、和利時(shí)集團信息化總監， 從事I T 工作1 8 年。曾參與《公共資源庫建立與維護——和利時(shí)網(wǎng)絡(luò )化制造示范工程》項目建設、《北京10號線(xiàn)PIS系統》等大型項目； 主持實(shí)施了和利時(shí)E R P 、門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、和利時(shí)集團考勤系統等大型平臺；擔任信息管理中心領(lǐng)導期間，主持了和利時(shí)IT內控體系、和利時(shí)IT服務(wù)管理體系、兩化融合管理體系的建設，并帶領(lǐng)團隊對ERP、OA平臺進(jìn)行了持續改進(jìn)和升級。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年3月刊