工业物联网应用案例(工业物联网的应用主要集中在哪几个方面?)

网友投稿 1484 2023-03-18

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5G应用案例:一起来看这18个国内外5G高价值场景

作者Nicola Brittain

5G将完全支持物联网工业物联网应用案例,从而改变我们的生活,工作和 娱乐 方式。以下18个项目展示工业物联网应用案例了我们可以期待看到的应用。

1. 工业机器人

机器人已经在工厂中被广泛使用,特别是在 汽车 工业中。但是,5G的速度和低延迟将“解除束缚”,意味着它们在物理上是自由的。爱立信目前正在与机器人制造商Comau合作,开发用于工业环境的全自动无绳机器人。这些机器人将响应传感器,而不是直接由人工控制。工业机器人还将成为 “个性化”的产品,从而使生产线更加灵活。机器人将使用定制产品的3D图像(称为数字阴影)进行工作,从而使它们能够通过检测质量问题并进行持续改进来优化制造过程。

2. 农业机器人

不受束缚的机器人将能够在农田中漫步,通过与传感器的互动来确定哪些作物需要更多的肥料或水,或者哪些作物正在患病。它们还可以利用图像处理软件筛选水果或蔬菜的图像,以确定农产品是否可以销售或者判断农产品发生损坏。一家名为FFRobotics的公司已经开发了一种“新鲜水果收割机”,可以做到这一点。该公司的网站指出,这些机器人采摘水果的速度比人类收割机快十倍。

3. 手术机器人

这款机器人将帮助医务人员抬起病人,或在医院周围移动病床和其工业物联网应用案例他设备,但也许更有趣的是,它们还将为手术提供帮助。位于医院的外科医生将能够远程进行手术。爱立信目前正在与伦敦国王学院合作开发触觉手套。这些手套将与患者身边的机器人连接。外科医生将通过虚拟现实(VR)头戴式设备观看手术过程,并通过振动马达感受机器人向手套传递的压力。该技术依赖于5G流两端的手术设备和机器人内的“边缘计算”系统(在本地处理和存储计算)。

4. 虚拟手术机器人(远程手术)

VR以有趣的方式使其适用于医学的几种技术之一。今年初,虚拟现实软件专家EchoPixel推出了3D查看器,用于诊断和手术规划。该软件将MRI和CT扫描等2D医学成像数据转换为浮在普通台式机上方的VR图像。医生将能够从图像中操纵和解剖身体部位。未来触觉技术可能会被用于克隆体的不同部分例如皮肤、骨骼和肌腱等,这会给外科医生带来不同的感觉,从而指导他的工作。

5. 虚拟现实和保守治疗

5G提供的低延迟为人工和虚拟现实应用提供了比以往任何移动网络迭代更多的潜力。AT&T和Vitas Healthcare正在合作开发一款VR产品,该产品旨在减轻慢性病患者的焦虑和痛苦。患者将戴上耳机并与旨在改善其心理 健康 的场景进行交互,这可能包括在家乡散步或参观秘鲁的Machu Picchu。

6. 人工智能诊断

人工智能(AI)已经被用于疾病诊断。例如,在2017年,斯坦福计算机科学家使用计算机视觉工具成功诊断了早期皮肤癌。计算机提供了成千上万的图像,以及数学函数和算法,允许它们提取有意义的模式。5G将增加这项技术的使用率,因为它允许在评估患者症状时进行实时快速学习和计算。英国政府的“产业战略”已经在英国(利兹、牛津、考文垂、格拉斯哥和伦敦)开设了5个新的人工智能研究中心,专注于图像分析。

7. 自动驾驶 汽车

最终,无人驾驶 汽车 将是机器人的另一种形式,有超过40多家的制造商正在研发 汽车 机器人。Google的自动驾驶 汽车 尤其有趣,它具有一个旋转式屋顶摄像机,其中包含200米范围内的64束激光束,可以拍摄危险图像以及其他车辆的图像。挡风玻璃上的摄像头可帮助其查看近距离障碍物,例如行人。前后保险杠上的雷达能够看到前方和后方车辆,并且始终保持2-4秒的距离。后部的天线能够从GPS卫星接收到有关 汽车 的位置信息。使用普通 汽车 记录分析道路服务,标记,标志等的地图技术,并将其输入到自动驾驶 汽车 的软件中。自动驾驶 汽车 还可以识别骑车人所使用的信号和手势,并相应地减速。

8. 5G无人机

5G无人机已经无处不在,但是一旦启用5G,它们就会发挥更大的作用。尽管关于空中交通安全的法规尚待商定,但专为工业,政府和企业使用而设计的先进无人驾驶无人机已经由Percepto等制造商投入生产。这些开箱即用的解决方案可以进行编程,以执行远程手术,精准农业,国防活动,灾难恢复(继森林大火或其他自然灾害之后),以及检查难以到达的基础设施,例如石油钻机,电力系统或被遗弃的建筑物。他们可能会被不同部门“作为一种服务”租用。

9. AR智能眼镜

增强现实(AR)智能眼镜将以有用的信息覆盖现实世界。该领域的开发人员认为,他们将整个世界变成了桌面。这种眼镜有很多有趣的例子,特别是在工业环境中使用的眼镜。ODG R-7是AR智能眼镜,每个智能眼镜都配有720p立体显示器,这些眼镜不受束缚,并带有各种传感器。工业环境中的现场专家将能够看到现场人员所看到的内容,并且可以使用AI逐步获取有关如何修复故障的说明。可以很容易地看到,这可能会被见习技工或某个与远程工程师接触的修坏锅炉的工人使用。矿工或在危险环境中工作的人可能会通过与眼镜通信的传感器收到潜在气体泄漏的警告。在标准的业务环境中,这些眼镜将提供有用的人脸识别和旅行指导。

10. 地铁环境中的5G 娱乐 服务

韩国媒体、文化和 体育 部目前正在与多个韩国机构合作一个名为5G RailNext的项目,为公共交通开发5G信息 娱乐 服务。该项目将首先测试使用AR和混合现实内容的信息 娱乐 移动服务的实时部署。测试将在首尔的一个地铁环境中进行,通过耳机等可穿戴设备提供旅行信息、视频流媒体和 游戏 。

11. 与Covid-19战斗的机器人

中国已经成功“拉平”了新冠病毒疫情曲线,每天只报告少数新病例,5G技术在中国抗击新冠病毒的战斗中发挥了不可或缺的作用。

特别引人关注的5G技术使用的巡逻机器人,这些机器人被用于机场等繁忙地区监控市民,并确保人们在公共场所戴口罩。

机器人由广州Gosuncn机器人公司研发,并获得了物联网软硬件专家的技术支持。这些机器人已经被部署在广州、上海、西安和贵阳等城市的机场和购物中心。

12. 5G无人机出租车

往返机场和市区非常耗时。那为什么不飞呢工业物联网应用案例?新一代环保型电动垂直起降(eVTOL)飞机(您可以坐在其中的“无人机”)现在处于高级原型阶段。由空中客车,Ehang,Volocopter,Kitty Hawk,Uber Elevate,Terrafugia和PAL-V等公司开发,它们是无飞行员,自主的,航程约50英里。对于从机场到城市或从机场到机场的快速转移,例如在伦敦希思罗机场和盖特威克机场,或纽约肯尼迪国际机场和纽约纽瓦克机场之间的快速转移,这些所谓的“无人机出租车”需要5G驱动的自动空域识别,撞机-避开和设置地理围栏,使他们无法进入敏感区域。预计到2030年,支持5G的空中出租车将成为主流。

13. 远程参加奥斯卡颁奖典礼

今年早些时候,时代广场的游客有机会使用支持5G的智能手机在奥斯卡颁奖典礼上“走红地毯”。Verizon凭借其Ultra-Wideband 5G网络的强大功能创造了世界上奥斯卡最佳影片的体验,该网络将红地毯的体验投射给了2500英里之外的纽约粉丝。

Verizon 5G 网将粉丝们从时代广场投射到好莱坞著名的杜比剧院,在那里粉丝们可以看到所有名人的现场表演,就像他们自己站在红地毯上一样。

这是通过在“红地毯”上放置一个Verizon 4K 360度相机来完成的。使用连接到Verizon的5G超宽带网络(可在更高的毫米波频率和更宽的频谱带宽上运行)的5G智能手机,粉丝进入一个虚拟门户网站,将其传输到实时红地毯。

一旦“站在”了红地毯上,观众就可以借助360度摄像头控制观看现场实况。他们可以看到名人实时走过他们,这为观看奥斯卡颁奖典礼提供了一种新颖的方式。

14. 5G(AR)服装

在2020年Bafta奖颁奖典礼上,MTV和Channel 4主持人Maya Jama穿着世界上第一件由5G供电的增强现实(AR)服装,发表了未来主义的 时尚 宣言。这件衣服本身是5G用例的 时尚 首创,由英国设计师Richard Malone花了250个小时设计,使用了一系列技术来收集运动和位置数据,并输入到增强现实应用程序中。人们可以通过平板电脑设备上的增强现实应用程序查看, 5G功能连衣裙可以进行数字转换。5G驱动的AR连衣裙的设计师Richard Malone以其独特的作品而闻名,作品以突破织物所能达到的极限而著称,而这款礼服更是让人惊叹。这其中包含12排电线和18个传感器灯泡。为了隐藏所有技术,设计师手工缝制超过100,00针。这件连衣裙使用EE 5G网络对传感器进行跟踪,让Jama和其他人可以使用智能手机与AR服装进行交互。

15. 5G智能矿山

2020年,中国移动和华为与中国最大的煤炭生产商阳泉煤业(Yangquan Coal Industry)建立了伙伴关系,成功将下一代网络连接到地下500米处。

据中国新闻媒体报道,阳泉集团新源煤矿的5G网络是中国首个在煤矿井下完成的5G商业服务。预计中国移动和华为之间的伙伴关系将使一支地下团队的劳动力从170多人减少到90人左右,同时还能保持目前的煤炭产量水平。

不过,这只是漫长过程中的第一步,因为这家矿业公司正在搭建5G网络,以期在未来几年内推出其首个“智能矿山”。

阳泉煤业集团并不孤单拥有这项新技术。据中国煤炭工业协会副会长刘峰介绍,中国目前有5,000多个煤矿,已经建立了200多个智能化采矿平台,这些自动化平台都配备了自动化设备。5G网络将成为中国智能矿业发展不可或缺的一部分。

16. 5G监测森林

2020年,沃达丰宣布与英国最重要的林业和树木研究组织环境,食品和农村事务部(Defra)和森林研究部建立合作伙伴关系,以使用窄带物联网(NB-IoT)网络监控萨里郡和诺森伯兰郡的两座森林。

在未来五年内,两项将推动工业物联网的网络技术是窄带物联网(NB-IoT)和Cat-M(正式名称为LTE Cat-M1)。据预测,到2025年,工业物联网应用案例将超过可穿戴设备、家庭安全设备和数字家居产品。

该试点项目将使用经过验证的NB-IoT技术在可用的5G网络上工作,以监测树木对英国森林环境变化的反应。

17. 5G无人穿梭巴士

Aurrigo是一家总部位于英国考文垂的自动驾驶 汽车 公司,已被选为价值400万英镑的米尔顿凯恩斯MK 5G Create项目的合作伙伴,并将制造和运营一条10人座的航天飞机,该列车从Bletchley火车站出发沿一条短距离的自动路线行驶前往MK Dons 体育 场。

Aurrigo已经在该镇成功完成了无人驾驶 汽车 试验,此前曾为去年的威尔士公开赛高尔夫比赛提供过自动驾驶 汽车 。在这次试验中,Aurrigo将与Milton Keynes委员会,MK Dons,BT和其他五个财团合作伙伴合作,测试5G应用如何创造世界级的访客体验。

该公司将制造和运营一条10人座的班车,沿着一条短短的自治路线从布莱奇利火车站到MK Dons 体育 场,以及两个围绕零售公园周边运营的分离舱。

18. 5G物流机器人

瑞典领先的移动网络运营商Tele2成为瑞典斯德哥尔摩地区首家在2020年推出5G网络的公司,并宣布将通过该网络推出一个新的5G机器人试点计划,该公司希望这将使瑞典各地的自动送货变得普遍。

这一试点项目与在线送餐服务“Foodora”联合推出,将使用送货机器人(人们亲切地称其为“Doora”)在斯德哥尔摩进行送货上门服务。Doora有一个摄像头,可以通过5G向Foodora实时发送信息,Foodora可以跟踪和追踪机器人,同时快速向Doora发送数据,该公司希望为客户提供无缝的服务体验。

Doora将在Stureplan附近进行测试,它将被用来运输食物和其他重达20公斤的产品。“Doora”的最高时速为6公里,电池续航时间为8小时,希望在试用后能在瑞典各地的城市见到它。

物联网应用案例有哪些方面呢

三维物联网应用领域分布在多个方面工业物联网应用案例,其中包括:

智慧城市

智慧城市以最大化优化城市功能为目标工业物联网应用案例,促进经济增长工业物联网应用案例,同时利用智能科技与数据分析来提高城市居民的生活质量。智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、综合集成法等工具和方法的应用工业物联网应用案例,营造了有利于创新涌现的生态。更为重要的是工业物联网应用案例,智慧城市利用信息和通信技术让城市生活更加智能,通过高效利用资源,节约成本、能源,提升生活质量,减少对环境的负面影响,推动了低碳经济的发展。

智慧园区

园区应用物联网的理件技术可以实现各照明设备电气参数的集中采集,能耗计量和统计、故障声光报警、设备防盗,快速地图定位故障点等。园区中的各种需要获得的有用信息包持温度、湿度,照度等,都可用传感得技术获得,传感器技术获得这些信息后把它们转换成与之对应的输出信号,这样就可以使人们能更好地控制自己的生活和工作环境,最终可以使园区实现智能化。

工业物联网

物联网不仅是智能制造的关键技术之一,也是制造业企业实现数字化转型的重要途径;借助物联网技术,企业可以对多种类型的数据进行高效采集和整合分析,为客户提供远程故障诊断、预测性运维等增值服务,并通过数据价值深度发掘实现数据变现新的收入增长,变产品制造商为综合服务提供商。制造领域应用于物联网技术,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。未来应提高工业设备的数字化水平,挖掘原有设备数据的价值,提高设备间的协同能力。

建筑施工管理

随着建筑业的高速发展,施工事故也频繁发生,不仅夺去了无数建设者的生命,也为国家和企业造成了重大的经济损失。安全问题始终贯穿于工程建设始终,但是影响施工安全的因素错综复杂,管理的不规范和技术的不成熟都有可能导致施工的安全问题。物联网在施工管理中的应用,可以一定程度上避免安全事故的发生,保证施工安全。

物联网应用案例有哪些方面呢?

物联网应用案例

用途范围

物联网用途广泛,遍及教育、工程机械监控、建筑行业、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

展望未来,物联网会利用新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把传感器、控制器等相关设备嵌入或装备到电网、工程机械、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,拥有覆盖全球的卫星,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到智慧化管理的状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与城市、山川、河流等生存环境的关系。

具体应用案例

下面列举了集中具体的应用案例,以供参考

1.  教育物联网

应用于教育行业的物联网首先要实现的就是,在适用传统教育意义的基础之上,对已经存在的教育网络中进行整合。对教育的具体的设施,包括书籍、实验设备、学校网络、相关人员等全部整合在一起,达到一个统一的、互联的教育网络。

物联网产业需要复合型人才,至少具备四方面的特征,包括掌握跨学科的综合性的知识与技能、掌握物联网相关知识与技术、掌握特定行业领域的专门知识以及具备创新实践能力。目前国内已有30余所大学开设了物联网专业。有超过400所高校建立物联网实验室。

2.工程机械物联网

“工程机械物联网”是借助全球定位系统(GPS)、手机通讯网、互联网,实现了工程机械智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,使工程机械、操作手、技术服务工程师、代理店、制造厂之间异地、远程、动态、全天候“物物相连、人人相连、物人相联”。

工程机械物联网目前应用广泛。以NRS物联网智能管理系统平台为例,提升原本工程机械物联网服务由“信息采集服务”向“数据咨询服务转变”。由原来的现场管理升级为远程监控,由传统的制造转变为制造服务,由原来的被动服务提升为主动服务。功能涉及信息管理,行为管理,价值管理三大方面。

信息管理:

区域作业密集度管理

故障预警及远程诊断

车辆运维主动式服务

金融按揭安全性服务

行为管理:

作业人员统计管理

作业工时效率性分析

行为与工效油耗分析

操作规范与工效分析

价值管理:

产品全寿命周期成本管理

行为与员工绩效管理

量本利敏感要素判断

多维大数据决策支持

以福田的农机信息管理平台为例,可以对农业所需相关机械车辆进行全球GPS定位、锁车、解锁车、设备工时查询、故障报警等操作,这对促进农业生产,提高工作效率有着至关重要的作用。

3.建筑行业物联网应用——塔机监控

塔机智能化的监控管理系统,主要针对检测状态、危险距离预警、故障诊断、信息回传、工程调度等方面工作。例如塔机下面危险区域禁止站人实时提示、与其他高空建筑物距离过近、超出安全距离范围、内部故障预警、诊断、实时显示额定载重量、当前风速、回转角度、当前载重等。

4.建筑行业应用——商用混凝土搅拌站

对生产设备的远程诊断和远程维护已经成为当前自动化技术中的一部分。尤其对于那些错误容易诊断和容易排除的情况,派一个服务工程师到现场解决,既增加工程师的工作负荷,又花费时间。而且费用也相应增加。为了缩短故障的诊断与恢复时间,提高有经验的高级工程师的工作效率,那么远程诊断和编程就是必备的部分。例如:“商用混凝土搅拌站产品远程售后服务系统”,可以在远程实现对PLC站进行编程和调试。可是实现混凝土搅拌站的远程控制和数据监控。

值得一提的是三维虚拟仿真技术在物联网的应用,给商用混凝土搅拌站的物联网应用开创了新的时代。系统实现搅拌站与车辆实时运行状态模拟功能。以动画形式呈现搅拌站实时动态信息,其中可包括:工程名称、施工配比、搅拌站配料情况及其他原材料配料情况,搅拌站场景如下图所示。

5.石油

石油行业物联网系统主要是使用监控设备和信息系统采集运输油轮数据、码头设备和环境数据、油库数据、原油管道数据等,对这些数据进行整理和分析,将原油运输各个环节的数据进行关联和分析,合理安排船期、实现计算机排罐,提高整个原油运输的效率,同时通过对相关设备和环境的监测,及时掌握设备运行情况,保证整个运输过程的安全可靠。

石油行业物联网系统的总体解决方案包括:油库监测系统、原油管道监测系统、原油管道无人机巡线系统等。

6.水利

物联网在水利方面的应用主要是对闸门的液压启闭机的状态检测、远程控制、故障预警等,利用水下机器人对大坝、水库等水下状态进行状态监控、信息回传等工作。

例如:“远程信息服务系统”能够通过智能信息采集终端,将液压启闭机PLC控制器的控制信息通过物理端口(串口)采集到终端,然后通过GPRS通讯模块,利用2G/3G网络或者互联网络将信息传递到远程WEB服务器,使得远端管理人员能够实现远程感知闸门启闭的运行信息。

7.城市物联网

城市物联网利用互联网的信息管理平台、二维码扫描、GPS定位等技术,是更贴近人们生活的一种应用,现在变得更加的直观。比如儿童和老人的行踪掌控、公路巡检、贵重货物跟踪,追踪与勤务派遣、个人财务跟踪、宠物跟踪、货运业、各类车辆的防盗等GPS定位、解锁车、报警提示应用。

针对环卫车辆可以对车辆进行实时进行的GPS定位、状态监控、车辆信息查询、运行状态等工作,例如:需要知道目前城市的某区有多少环卫车辆,处于什么哪个街道,操作员,工作情况,计划任务等,同时又可以根据实际情况进行工作调度,对故障做提前的预警,对突发情况应急处理,对重要的问题着重处理等。

8.农业物联网

农业物联网的应用比较广泛的是对农作物的使用环境进行检测和调整。例如:大棚(温室)自动控制系统实现了对影响农作物生长的环境传感数据实时监测,同时根据环境参数门限值设置实现自动化控制现场电气设备,如:风扇、加湿器、除湿器、空调、照明设备、灌溉设备等,亦支持远程控制。常用环境监测传感器包括:空气温度,空气湿度,环境光照,土壤湿度,土壤温度,土壤水分含量等传感器。亦可支持无缝扩展无线传感器节点,如:大气压力、加速度、水位监测、CO、CO2、可燃气体、烟雾、红外人体感应等传感器。

9智能家居

这方面的应用就更加的贴近人们的生活,这是关系到人们生活起居、与生命安全息息相关的应用,我们可以通过智能家居的物联网络,进行室内到室外的电控、声控、感应控制、健康预警、危险预警等,比如声控电灯、窗帘按时间自动挂起、感应器感应到煤气泄漏、空气污染指数过高、室内的光线被家具遮挡严重、室内家居摆放设计、马桶漏水、电量煤气不足报警、车库检测、室外摄像检测、未来天气预测、提醒带雨伞、生活备忘录电子智能提醒等多方面的功能应用。

什么是物联网?能否给出几个应用案例?

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。物联网概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开,一方面是机场、公路、建筑物,另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。
不过,也有观点认为,物联网迅速普及的可能性有多大,尚难以轻言判定。毕竟RFID早已为市场所熟知,但新大陆等拥有RFID业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来,所以,对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是,在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下,物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中,一个比较现实的突破口。而且,RFID技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这些先行的成功案例中,物品的信息已经被自动采集并上网,管理效率大幅提升,有些物联网的梦想已经部分的实现了。所以,物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样,虽然发挥的作用有限,但昭示着的远大前景已经不容质疑。
物联网概念股或将反复活跃
物联网的发展前景似乎较智能电网更为乐观,对经济生活的刺激力度更有望超预期,且有一定的产业化应用前景,比如说上海移动目前已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上,形式多样的物联网应用在各行各业大显神通,确保城市的有序运作。这就意味着物联网较智能电网,更能够迅速产生出经济与社会效益,故可以激发多头旺盛的炒作激情与新增资金的跟风激情。
关注龙头品种
正由于此,物联概念股有望反复活跃。而据公开信息显示出,物联概念股涉及到RFID、传感器和条形码等产业,而且与TD等移动设备厂商也有着千丝万缕的联系,故循着产业链的思路可以予以积极跟踪,远望谷、新大陆、厦门信达、同方股份等品种就是如此。而低价股的上海贝岭、高鸿股份等品种亦如此

什么是物联网,物联网的应用有哪些?

作为一位物联网小白,是时候分享自己对物联网这个庞然大物一些简单的解析了。
众所周知,物联网的范围很广很广。在人们都意识生活离不开互联网的时候,你会发现,其实物联网也无处不在。但是物联网又没有像互联网一样应用的很明显,能够通过音视频表现出来。物联网从2016、2017年的LoRa、NB-Iot等技术站在风口上,到2018年渐渐进入一个平稳期,很多人不确定其方向到底在哪里。
近两年一直从事物联网相关的硬件产品开发,对物联网相关知识有了浅陋的了解,对物联网方向也简单认识。简答发表个人见解。
智能家居
提到智能家居,现在我们首先想到的就是AI音箱,它是智能家居的入口,它融合了AI、物联网、大数据等技术一体,实现了人与物、物与物的相连。此类产品有亚马逊的Echo、小米的小爱、京东的叮咚、阿里的天猫精灵等。已经深入到人们的生活中。与我们的智能家居(家用电器等)相接、控制,提供人们的生活质(bi)量(ge)。未来,智能家居行业将会围绕着AI音箱等作更广的发展。如扩展到智能穿戴设备、智能医疗等方面。
畜牧业、农业物联网应用
我国是一个农业大国,也是一个畜牧业大国。物联网在农业中的应用包括植物生长环境的数据采集、农业物流跟踪、食品安全跟踪、农作物生长控制等。目前的市场来看,物联网在农业方面的应用主要还是应用于农场、果蔬基地等,其他,如物流市场、食品安全市场等都还没有很好的应用。这个和现有技术、成本以及需求等相关
畜牧业主要包括牛、羊、猪、鸡鸭鹅等。物联网在畜牧业中应用案例比较多。例如,网易猪、京东的跑步鸡、牛耳标、羊耳标等。物联网在畜牧业中应用主要是动物数据采集(健康、生长周期等)、实时定位、动物溯源(食品安全)等。现在虽有大量案例,但是技术的成熟型以及产品的必要性一直制约其发展。(只针对畜牧业本身,不涉及对应的物联网+畜牧业+金融贷款的组合产品,因为涉及到畜牧业+金融,现在就可以考虑加入区块链)
工业物联网
工业物联网的市场与应用是我目前认为市场行情最好的,也是目前物联网效果最能体现的应用场景。工厂设备改造、无线监控、设备状态检测、工业园区人员监控等需求非常多。工业物联网的应用主要是现代企业需要提高效率、降低人力成本以及维护成本,而现在的物联网解决方案恰好帮助他们解决了。其次,工业应用不像商用对产品性能以及外观等最求很高,其对使用时间,寿命稳定性等要求比较高。这些恰恰是符合物联网终端设备的要求。还有就是现在的窄带物联网技术满足长距离传输需求,符合工业场所的需求。需求和技术都能满足,所以工业物联网的前景非常明朗。
智慧城市
智慧城市这个概念比较大,智慧城市的目的是方便人们生活,智慧城市的每个部分都离不开物联网,包括安防监控、环保、停车等。智慧城市的发展在一定程度上会方便人们的生活,提高生活质量。但是,从现在已经部署的智慧城市的效果来看,并不明显。个人认为其主要原因是人们对物联网的概念还不深入,一直停留在过去的生活方式中,并且生活中的一些微小的变化并不会立刻显示出来,不会像移动互联网那样表现的特别明显。我们现在要做的就是适应时代的变化,让科技进入生活,改变生活。
物联网的应用远不止这么点,它无处不在,让科技进入我们的生活,让物联网提高我们的生活质量,这个是我们作为物联网产品人的职责。让产品进入生活,改变生活,改变物与物,万物互联。

有没有物联网和云计算两者融合的具体案例

聚羧酸减水剂生产控制系统工业物联网应用案例的工业物联网框架设计与实现

严海蓉1工业物联网应用案例,王子明2
(1.北京慧物科联科技有限公司,北京 100124,2.北京工业大学,北京 100124)

摘要工业物联网应用案例:工业物联网既提供了在生产过程中获取并控制聚羧酸减水剂生产设备的信息的方式,也提供了基本的网络架构,方便系统集成和扩展。该框架在分析了聚羧酸减水剂生产流程的基础上被划分为设备控制层、通讯层和应用服务层。根据实际应用需求,描述了工业物联网架构可以方便接入设备,贴近工艺完成软件,并让机器具有智能。企业应用案例表明该系统能够有效地实现生产状态跟踪监测和生产设备自动控制的目标,对进一步研究工业物联网技术和解决方案具有一定的参考价值。
关键词:工业物联网工业物联网应用案例;自动化控制系统;聚羧酸减水剂生产设备
中图分类号:TP273 文献标识码:A

Theindustrial IOT design of automatic control system for polycarboxylate superplasticizer
YAN Hairong1, Wang Ziming2
(1.Beijing Sophtek Corp.,2. Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

0引言
原来的聚羧酸减水剂生产自动化控制不能充分满足生产工艺要求,存在的主要问题是:
1) 新设备接入非常困难;
2) 同类不同厂家设备不方便更换;
3) 匀速滴加过程中不能达到理想的控制速度,传统PID算法波动较大,常需要人工手动干预;
4) 温度控制需要人工参与控制,无法完成全自动;
电话 扣扣53O934955
工业物联网是工业4.0的支撑框架。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。它的发展离不开应用,面向工业自动化的工业互联网技术是物联网的关键组成部分[1]。工业物联网通过将具有感知能力的智能终端、无处不在的移动计算模式、泛在的移动网络通信方式应用到工业生产的各个环节,提高制造效率,把握产品质量,降低成本,减少污染,从而将传统工业提升到智能工业的新阶段[2]。
工业物联网框架中,整个系统具有强大的数据服务器,能够进行大数据的计算。在数据量足够的时候能够利用网络智能来帮助企业进行决策、配方优化和自动的设备维护等。
整个控制系统具有分布式智能能力。整个系统中,可以把数据都送到中控部分来完成;也可以将一些需要及时处理的,如温度控制等,直接由现场控制来完成。系统通常分为中央控制单元和分布的现场控制单元,中央控制单元由工业控制计算机充当,现场控制单元则由高可靠、抗干扰的工业级微控制器和与当前控制需求相配套的附加电路模块组成。依托微控制器的实时处理能力可以完成对现场生产进行实时调节控制,并且通过总线实现现场控制单元与中央控制单元进行数据交互,使生产过程表现出整体性、协调性,从而优化生产工艺、提高生成效率。
系统通过总线把各个独立的控制模块组织成在一起。控制模块的独立性,使得系统中各个分布的控制模块检修、升级、数量扩充都很方便,也为在生产规模扩大时控制系统扩充预留了接口。
因此工业物联网框架才能彻底解决传统控制的一些问题,真正贴合聚羧酸减水剂生产工艺。
1 系统概要设计
根据聚羧酸减水剂的生产过程,可以将聚羧酸减水剂自动化控制系统分为设备控制层、通讯层和应用服务层,系统框架如图1所示。
图1 系统框架图
图1中,应用服务层主要实现对生产过程中实时数据和生产状态的跟踪监测和管理,同时提供各种应用UI接口,用户可以通过使用计算机、手机等手持设备登录客户端来访问或获取所需要的数据或信息等,从而实现物联网的厂内处处可访问。一旦将企业网络与公共网络连接,用户登录后就可以实现生产数据随处可访问。
应用服务层中还包括有控制逻辑层,控制逻辑层通过与操作人员进行交互,并且汇集、分析、存储和处理生产过程中的实时数据和生产状态,实现生产过程的逻辑控制。
通讯层主要实现设备控制层、控制逻辑层和应用服务层之间的可靠传输。
设备控制层主要实现原始数据的采集与分析、数据和状态的上传、控制指令的接收等。嵌入式控制器内的智能逻辑将和聚羧酸减水剂生产各工序要求的生产工艺(加料、滴加、温度调节、pH调节)等紧密贴合,并与控制逻辑层相互通讯完成所要求的工艺精密控制。
整个系统采用划分层次的设计思路使得系统具有很好的可移植性,各种传感器可以灵活的接入系统。这样新系统的总体实现或者旧系统的扩展可以采用“搭积木”的方式完成构建。

2 系统详细设计
根据以上设计的系统工业物联网框架和体系结构,本研究将以北京某公司的具体项目为例,详细介绍该系统的设计和应用过程。
2.1设备接入示例
基于工业物联网架构的设计,可以很容易的接入各种设备。比如如图2所示的聚羧酸减水剂自动化控制系统接入了一个服务器、一个操作员站、若干显示器、2个控制站,若干现场设备和用户手机。
图2.基于工业物联网架构的设备接入实例
服务器负责存储生产数据,包括生产操作日志和生产过程数据,便于生成台帐和报表。也可以与各种财务、资产管理软件连接。同时,负责承载起局域网与大网络的连接工作。
操作员站上运行的软件,方便操作员在中控室来操作现场各种阀门、电机等开停,从而按照工艺过程完成生产。
控制站自动获得操作员操作命令来控制现场设备,比如阀门等,同时也自动从现场设备获取各种状态,比如称重数据等传给控制室控制机器。
现场设备是包括传感器和各类执行器,比如秤、阀门等自动工作。
图中的手机设备是为了表示出工业物联网框架可以任意接入设备的特性。比如,在该框架下,巡视人员可以通过手机进行接入,完整现场紧急控制一些阀门的开或者是关。经理等就可以通过手机来查看每天生产数据。
同时,对于不同厂家的同类设备,该工业物联网框架也有较好的兼容能力。
2.2贴合工艺的软件设计
软件包括生产线管理软件和工业现场控制软件。生产线管理软件工作于生产管理计算机,主要实现工艺管理、配方管理;通过网络,根据权限,可调出操作人员的现场操作记录,完成对现场的远程管理。工业现场控制软件工作于车间级服务器中,主要通过与工艺以及现场布置相同的画面显示,使得操作人员便于操作,以实现现场设备仪表信号的采集、处理,配方管理和现场数据实时界面显示和控制等功能。
图3. 聚羧酸合成控制生产工艺示意图

根据实际生产过程和自动化控制系统的特点,当前聚羧酸生产过程分大单体预化过程、 A、B料预混过程、A、B料计量罐加料过程、碱计量罐加料过程、A、B料滴加过程、反应釜搅拌控制过程、反应釜温度控制过程,针对不同的过程,分别实现其控制目标,从而达到完整生产过程的控制。
下面以工艺中的A、B料计量罐滴加控制为例来说明软件设计功能。
首先控制系统为用户提供友好的A、B滴加控制对话框,方便用户可视化操作。用户可以选择采用以前输入的备用方案进行控制,也可以选择自己新输入方案进行空控制。总之都能够根据配方在规定的时间内,将指定质量的物料匀速加入到对应的反应釜中。
图4. 启动已存备用方案滴加
图5 启动自定义方案采用三阶段定量滴加示例

其次控制系统采用分段式匀速滴加模式(图5),启动滴加时,控制系统计算出三个阶段分别的预期流速。控制系统实时读取当前计量罐的质量,并根据当前时间,计算出实时流速。控制系统根据实时流速和预期流速的差值,控制调节阀的开启度,从而控制滴加速度。
图6. 滴加控制效果示意图(多阶段不同流速)

最后,显示出实时滴加工作界面(图6),工作工作误差一般不大于1%。
2.3机器学习的智能能力
原来控制系统由于没有采用物联网框架,数据存储量不充分,从而无法让机器自主学习。各种设备常常需要人来手工调整,设定最高最低值;控制过程需要人工进行干预,来辅助机器完成自动控制。
而现有的工业物联网架构,拥有了专门的数据服务器,从而可以存储较大量的数据。而对于这些数据进行分析而产生的机器智能不可小觑。
比如,以前温度控制时,只能根据人工经验设定一个固定的值。反应釜的材质、容量、夹套、搅拌电机、搅拌桨叶等设备本身因素会影响调温结果。
而往往由于冬夏的自来水、室内温度、物料温度、反应剧烈程度等也会影响调温结果。因此在控制系统安装后要进行长时间的人工参与测试来努力找到一个合适的最大最小值。而测试时间毕竟短,这个值一旦这个值固定后,后续生产时就无法轻易改变,为此生产操作员常需要来观测这个温度控制过程并且来参与控制,否则很难达到理想的控制效果。
再比如对于滴加控制的PID算法,往往由设计者人为给定一个PID参数,也无法完全适应实际设备磨损等情况。
而基于工业物联网架构的控制时,可以在服务器端运行一个智能控件,由它来自动学习历史调温或者滴加流速的变化情况,不断训练软件,让软件重新找到合适的上下调节阈值,这样才可以真正达到完全自动化。整个系统拥有了自己不断学习的机器智能。

3 系统测试结果
基于工业物联网的聚羧酸减水剂自动化控制系统在设计和开发完成后,在北京某工厂的实际生产线上投入使用。目前,该系统运行安全、稳定,大部分功能已经实现,达到了预期的效果。
在系统正式投入使用后,对系统的工业现场控制软件、生产线管理软件和嵌入式控制器进行了长时间的测试。针对实现过程中遇到的问题做了大量的调试工作。下面以实现滴加A料为例对系统的测试进行描述。
操作人员在控制室通过点击用户操作界面的A料滴加阀门按钮进行滴加参数的配置,如图7所示。操作人员需要输入的参数为滴加质量和滴加时间,同时系统也支持分阶段滴加。在点击开始滴加按钮后,服务器会向嵌入式控制器发送滴加A料指令。
图7 滴加A料配置界面
嵌入式控制器在接收到服务器下发的滴加A料指令后,会进行自动化控制,实现A料的滴加操作,具体效果如图8所示。
图8 5个反应釜同时进行A料滴加曲线示意图
图8中5条不同颜色的线分别表示5个不同计量罐的A料滴加曲线,系统支持多个计量罐同时进行滴加操作。左侧上升的直线表示向计量罐加入A料的过程,系统支持多个计量罐同时加料,质量控制精确,定量加料的误差在0.1%以内。右侧下降的曲线表示滴加A料过程,曲线的斜率即为速度。由图可知,系统基本上能够实现匀速滴加A料过程,同时,系统也支持连续4小时的滴加操作,时间误差在1分钟左右。
基于工业物联网的聚羧酸减水剂自动化控制系统投入运行后,提高了聚羧酸减水剂的产品质量,提高了工艺生产的自动化程度,大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了企业的竞争力。
4 结束语
本研究基于工业物联网架构设计的聚羧酸减水剂自动化控制系统对聚羧酸减水剂生产过程可以进行高效的跟踪管理,在实际应用中具有重要作用。它使聚羧酸减水剂生产设备具备了一定的数据感知、处理和通信能力,从而为企业制定更好的工艺流程提空帮助。同时,它也促使聚羧酸减水剂生产管理过程更加科学和精细化。该系统的成功开发设计为工业物联网在化工行业的推广打下了基础,做出了积极地探索。

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