基于物联网新型过程控制技术探究

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1、基于物联网新型过程控制技术探究摘要：物联网是一种基于Internet,并对其进行延伸和扩展的网络。简单介绍物联网的概念，分析物联网和过程控制之间的联系；重点给出基于物联网的过程控制技术的关键，并介绍一些国内外成功运用物联网进行过程控制的实例。关键词：物联网过程控制研究中图分类号:TP39文献标识码：A文章编号:1007-3973(2012)012-084-021物联网简介信息科技日新月异，物联网是新一代信息技术的一个很关键的组成部分。物联网最初的起源可以追溯到互联网，是在互联网的基础上加上一些基本的识别技术，如RFID、无线数据通信等技

2、术，让每个物体具有自己的特殊的“身份识别卡”，从而实现物与物之间的交流，即让物“开口通话”。各种传感器采集力、声、热、光、电等基本信息后，与互联网结合，实现我们需要的控制，监测，互动等功能。可以说,物联网技术的提出，是一个爆炸性的实现。庞大的数据量，庞大的算法设计，物联网的技术必定也会从另一方面促进计算机技术的发展。物联网技术的发展，也使得物联网在工业化工等过程控制领域的实现也越来越成熟。2物联网与过程控制工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自

3、至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代在线性代数的数学甚而上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。我们知道，自动控制技术从发展到现在，已经在很多领域实现了很完美的应用。但是由于现代化生产过程的庞大性，需要控制的产品的质量的要求越来越高，复杂的控制问题已经不能游简单的控制理论解决，因此，计算机的应用对控制理论的发展是十分巨大也是革命性的，计算机控制技术不断前进，也是靠这些先进的控制理论和计算机技术相

4、结合的推动。随着物联网技术的逐渐成熟，用物联网来实现过程控制技术也逐渐发展起来。我们知道，一个典型的给予计算机的过程控制系统分为以下的几个等级层次：工厂优化，监督，监管和保护。全球数据库和数据处理工厂的电脑系统都处于尖端水平，蕴含了相当大的计算能力。集散控制系统和过程与保护分别位于两个相对较低的层次。建立以物联网为基础的过程控制系统的目标是在分级结构中添加一个额外的物联网级别去强化基于计算机的过程控制系统，而不是取代它。额外的物联网等级应根据控制要求妥善放置在现有的过程控制系统的分级结构中。额外的物联网级别可能与现有的过程控制系统通过工

5、厂优化水平，监督水平或监管水平这一级相连。因此，基于物联网的过程控制的范围被定义为过程控制体系中的物联网控制水平。而远程监测和控制站，通过无线网络和调制解调器与现场总线相连。3应用关键网络过程控制十分有效并且节省资源。但是，物联网过程控制也有其关键的因素。(1)工业化的基础是自动化，自动化领域发展了近百年，理论，实践都已经非常完善了。特别是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂营运而生的DCS控制系统，更是计算机技术，系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术结合的产物。DCS的理念是分散控制，集中管理。虽然自动设备全

6、部联网，并能在控制中心监控信息而通过操作员来集中管理。但操作员的水平决定了整个系统的优化程度。有经验的操作员可以使生产最优，而缺乏经验的操作员只是保证了生产的安全性。是否有办法做到分散控制，集中优化管理？需要通过物联网根据所有监控信息，通过分析与优化技术，找到最优的控制方法，是物联网可以带给DCS控制系统的。（2）IT信息发展的前期其信息服务对象主要是人，其主要解决的问题是解决信息孤岛问题。当为人服务的信息孤岛问题解决后，是要在更大范围解决信息孤岛问题。就是要将物与人的信息打通。人获取了信息之后，可以根据信息判断，做出决策，从而触发下一

7、步操作；但由于人存在个体差异，对于同样的信息，不同的人做出的决策是不同的，如何从信息中获得最优的决策？另外物获得了信息是不能做出决策的，如何让物在获得了信息之后具有决策能力？智能分析与优化技术是解决这个问题的一个手段，在获得信息后，依据历史经验以及理论模型，快速做出最优决策。数据的分析与优化技术在两化融合的工业化与信息化方面都有旺盛的需求。无论智慧方案，还是智能行业，智能的根本离不开数据分析与优化技术。数据的分析与优化是物联网的关键技术之一，也是未来物联网发挥过程控制价值的关键点。网络过程控制的另两个难题是网络延迟和用户不定。由于我们无

8、法准确估计信息比特在网络中的数量到底有多少，因此基于物联网远程过程控制不可能处理成闭环控制，因为它是需要精确刻化时间的。安全性、网络延迟与用户不定使得网络过程控制设计和基于计算机的分布式常规过程控制不同。工