物联网在工业控制系统中的应用

物联网在工业控制系统中应用王俊伟新浪微博俊伟junwei年12月14日物联网在工业控制系统中的应用第1页目录/contents工业控制系统概述物联网在工业控制系统应用领域物联网与先进制造技术结合领域处理物联网在工业应用关键问题怎样推进物联网在工业领域应用物联网在工业控制系统应用领域市场前景物联网在工业控制系统中的应用第2页工业控制系统概述伴随计算机技术、通信技术和控制技术发展，传统控制领域正经历着一场前所未有变革，开始向网络化方向发展。控制系统结构从最初CCS（计算机集中控制系统引领中国物联网应用创新发展），到第二代DCS（分散控制系统），发展到现在流行FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输要求，又催生了当前在商业领域风靡以太网与控制网络结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等各种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域发展空间，带来新发展机遇。

物联网在工业控制系统中的应用第3页计算机控制系统发展

最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。物联网在工业控制系统中的应用第4页60年代初，出现了由计算机完全替换模拟控制控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，伴随微处理器出现，计算机控制系统进入一个新快速发展时期，1975年世界上第一套以微处理为基础分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并经过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。物联网在工业控制系统中的应用第5页进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路组成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC控制方式提升了系统控制精度和控制灵活性，而且在多回路巡回采样及控制中含有传统模拟仪表无法比拟性能价格比。80年代中后期，伴随工业系统日益复杂，控制回路深入增多，单一DDC控制系统已经不能满足现场生产控制要求和生产工作管理要求，同时中小型计算机和微机性能价格比有了很大提升。于是，由中小型计算机和微机共同作用分层控制系统得到大量应用。物联网在工业控制系统中的应用第6页

进入90年代以后，因为计算机网络技术迅猛发展，使得DCS系统得到深入发展，提升了系统可靠性和可维护性，在今天工业控制领域DCS依然占据着主导地位，不过DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不一样厂家产品集成存在很大困难物联网在工业控制系统中的应用第7页物联网在工业控制系统应用制造业供给链管理物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，经过完善和优化供给链管理体系，提升了供给链效率，降低了成本。空中客车(Airbus)经过在供给链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高供给链体系。物联网在工业控制系统中的应用第8页生产过程工艺优化物联网技术应用提升了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测能力和水平。生产过程智能监控、智能控制、智能诊疗、智能决议、智能维护水平不停提升。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品宽度、厚度、温度实时监控，从而提升了产品质量，优化了生产流程。物联网在工业控制系统中的应用第9页产品设备监控管理各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用统计、设备故障诊疗远程监控。物联网在工业控制系统中的应用第10页

环境保护监测及能源管理物联网与环境保护设备融合实现了对工业生产过程中产生各种污染源及污染治理各步骤关键指标实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不但能够实时监测企业排污数据，而且能够远程关闭排污口，预防突发性环境污染事故发生。电信运行商已开始推广基于物联网污染治理实时监测处理方案。物联网在工业控制系统中的应用第11页工业安全生产管理把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，能够感知危险环境中工作人员、设备机器、周围环境等方面安全状态信息，将现有分散、独立、单一网络监管平台提升为系统、开放、多元综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

物联网在工业控制系统中的应用第12页物联网与先进制造技术结合领域泛在感知网络技术建立服务于智能制造泛在网络技术体系，为制造中设计、设备、过程、管理和商务提供无处不在网络服务。当前，面向未来智能制造泛在网络技术发展还处于初始阶段。物联网在工业控制系统中的应用第13页泛在制造信息处理技术建立以泛在信息处理为基础新型制造模式，提升制造行业整体实力和水平。当前，泛在信息制造及泛在信息处理尚处于概念和试验阶段，各国政府均将此列入国家发展计划，大力推进实施。

物联网在工业控制系统中的应用第14页人机交互技术传感技术、传感器网、工业无线网以及新材料发展，提升了人机交互效率和水平。当前制造业处于一个信息有限时代，人要服从和服务于机器。伴随人机交互技术不停发展，我们将逐步进入基于泛在感知信息化制造人机交互时代。物联网在工业控制系统中的应用第15页虚拟现实技术采取真三维显示与人机自然交互方式进行工业生产，深入提升制造业效率。当前，虚拟环境已经在许多重大工程领域得到了广泛应用和研究。未来，虚拟现实技术发展方向是三维数字产品设计、数字产品生产过程仿真、真三维显示和装配维修等。物联网在工业控制系统中的应用第16页空间协同技术空间协同技术发展目标是以泛在网络、人机交互、泛在信息处理和制造系统集成为基础，突破现有制造系统在信息获取、监控、控制、人机交互和管理方面集成度差、协同能力弱局限，提升制造系统灵敏性、适应性、高效性。物联网在工业控制系统中的应用第17页平行管理技术未来制造系统将由某一个实际制造系统和对应一个或多个虚拟人工制造系统所组成。平行管理技术就是要实现制造系统与虚拟系统有机融合，不停提升企业认识和预防非正常状态能力，提升企业智能决议和应急管理水平。

物联网在工业控制系统中的应用第18页电子商务技术当前制造与商务过程一体化特征日趋显著，整体展现出纵向整合和横向联合两种趋势。未来要建立健全先进制造业中电子商务技术框架，发展电子商务以提升制造企业在动态市场中决议与适应能力，构建友好、可连续发展先进制造业。物联网在工业控制系统中的应用第19页系统集成制造技术系统集成制造是由智能机器人和教授共同组成人机共存、协同合作工业制造系统。它集自动化、集成化、网络化和智能化于一身，使制造含有修正或重构本身结构和参数能力，含有自组织和协调能力，可满足瞬息万变市场需求，应对激烈市场竞争。物联网在工业控制系统中的应用第20页处理物联网在工业应用关键问题工业用传感器工业用传感器是一个检测装置，能够测量或感知特定物体状态和改变，并转化为可传输、可处理、可存放电子信号或其它形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制首要步骤。在当代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中各个参数，使设备工作在正常状态或最正确状态，并使产品到达最好质量。能够说，没有众多质优价廉工业传感器，就没有当代化工业生产体系。

物联网在工业控制系统中的应用第21页工业无线网络技术工业无线网络是一个由大量随机分布、含有实时感知和自组织能力传感器节点组成网状(Mesh)网络，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、当代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，含有低耗自组、泛在协同、异构互连特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域又一热点技术，是降低工业测控系统成本、提升工业测控系统应用范围革命性技术，也是未来几年工业自动化产品新增加点，已经引发许多国家学术界和工业界高度重视。

物联网在工业控制系统中的应用第22页工业过程建模没有模型就不可能实施先进有效控制，传统集中式、封闭式仿真系统结构已不能满足当代工业发展需要。工业过程建模是系统设计、分析、仿真和先进控制必不可少基础。物联网在工业控制系统中的应用第23页另外，物联网在工业领域大规模应用还面临工业集成服务代理总线技术、工业语义中间件平台等关键技术问题。物联网在工业控制系统中的应用第24页怎么推进物联网在工业领域利用

物联网发展进程是一个规模庞大复杂技术革新过程，能够从垂直和聚合两个方面推进其应用。

物联网在工业控制系统中的应用第25页垂直应用是指企业结合本身特点、行业特点进行生产过程控制。垂直应用与行业生产和业务流程紧密结合，经过提供集成化行业处理方案，为行业内企业生产管理提供各种服务。如在汽车行业中，产业链步骤中企业各自建立物联网应用系统，感知车辆实时状态，车载控制模块汇聚和发送车辆信息，完成对车辆控制。

物联网在工业控制系统中的应用第26页聚合应用是跨行业应用，是基于公共服务平台信息化服务。聚合应用是运行商和处理方案提供商以行业用户、家庭用户和个人用户为重点，规模化推广和普及基于物联网相关业务和服务。如集成应用车载传感网、GPS定位、通信等技术汽车，能够提供全方位和全天候检测、导航、娱乐、呼救等信息服务，再经过公共服务平台完成信息维护和综合服务运行。消费者、整车厂、维修商、车辆管理机构均可共享信息和服务，从而深入完善整车和零部件设计和工艺流程，实现车辆全生命周期管理。物联网在工业控制系统中的应用第27页物联网应用必须坚持以业务驱动为主，找准工业领域关键步骤切入点当前，可在部分需求迫切、技术成熟、效益显著、带动性强工业领域，围绕关键步骤开展物联网应用试点，催生和推进中国智能工业发展。物联网在工业控制系统中的应用第28页装备制造业供给链管理借助射频识别等物联网技术实现对装备产品数字化物流管理，推进上下游协作厂商共同应用先进物流管理技术，建设一个相互支持装备制造当代物流群，提升整个供给链协调性，实现当代物流与装备制造联动发展。物联网在工业控制系统中的应用第29页天津空港物流加工区物联网在工业控制系统中的应用第30页食品安全追溯体系发挥物联网在货物追踪、识别、查询、信息等方面作用，推进物联网技术在农业养殖、收购、屠宰、加工、运输、销售等各个步骤应用，实现对食品生产全过程关键信息采集和管理，保障食品安全追溯，实现对问题产品准确召回。物联网在工业控制系统中的应用第31页食品安全追溯整体系统构架物联网在工业控制系统中的应用第32页石化设备测控智能将物联网技术推广应用到石油勘探、开采、运输等步骤，建立油井生产智能远程测控系统，实现对石化生产设备智能测控和管理，促进化工企业安全生产和科学管理。物联网在工业控制系统中的应用第33页某石化企业乙炔厂智能测控系统物联网在工业控制系统中的应用第34页

煤矿安全生产管理重点应用传感器、无线射频识别、移动通信等技术实现水、火、顶板、瓦斯等煤矿重大危险源识别与监测，建设和完善安全监测网络系统，提升煤矿安全生产过程监控和应急响应水平。

物联网在工业控制系统中的应用第35页某煤矿生产安全控制系统物联网在工业控制系统中的应用第36页工业排污实时监控在化工、轻工等部分高污染行业，支持其智能排污监控系统建立与完善，实现智能排污自动监控装置、水质数据监控装置、水质参数检测仪等设备集成应用，对重点排污监控企业实施实时监测、自动报警，远程关闭排污口，预防突发性环境污染事故发生。物联网在工业控制系统中的应用第37页某工厂废弃排放实时监测系统物联网在工业控制系统中的应用第38页物联网在工业领域市场前景物联网在工业控制系统中的应用第39页年11月28日工业和信息化部公布《物联网“十二五”发展规划》提出发展目标。到20，我国要在关键技术研发与产业化、关键标准研究与制订、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控物联网发展格局。物联网在工业控制系统中的应用第40页技术创新能力显著增强。攻克一批物联网关键关键技术，在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上主要研究结果；研究制订200项以上国家和行业标准；推进建设一指示范企业、重点试验室、工程中心等创新载体，为形成连续创新能力奠定基础。

物联网在工业控制系统中的应用第41页初步完成产业体系构建。形成较为完善物联网产业链，培育和发展10个产业聚集区，100家以上骨干企业，一批“专、精、特、新”中小企业，建设一批覆盖面广、支撑力强公共服务平台，初步形成门类齐全、布局合理、结构优化物联网产业体系。物联网在工业控制系统中的应用第42页应用规模与水平显著提升。在经济和社会发展领域广泛应用，在重点行业和重点领域应用水平显著提升，形成较为成熟、可连续发展运行模式，在9个重点领域完成一批应用示范工程，力争实现规模化应用。物联网在工业控制系统中的应用第43页物联网十二五规划主要任务一、大力攻克关键技术：提升感知技术，推进传输技术突破，加强处理技术研究，巩固共享技术基础。二、加紧构建标准体系：加速完成标准体系框架建设，主动推进共性和关键技术标准研制，大力开展重点行业应用标准研制。三、协调推进产业发展：重点发展物联网感知制造业，主动支持物联网通信业，着力培育物联网服务业。物联网在工业控制系统中的应用第44页四、着力培育骨干企业

在传感器、关键芯片、传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件、嵌入式软件、系统集成、传感器网关及信息通信网、信息服务、智能控制等各领域打造一批品牌企业。

五、主动开展应用示范

1．开展经济运行中重点行业应用示范2.开展面向基础设施和安全保障领域应用示范3.开展面向社会管理和民生服务领域应用示范。物联网在工业控制系统中的应用第45页六、合理规划区域布局特色农业、汽车生产、电力设施、石油化工、光学制造、家居照明、海洋港口等一批特色产业基地为依靠，打造一批含有物联网特色产业聚集区，促进物联网产业与已经有特色产业深度融合。七、加强信息安全保障

1．加强物联网安全技术研发2．建立并完善物联网安全保障体系3．加强网络基础设施安全防护建设。物联网在工业控制系统中的应用第46页八、提升公共服务能力1．加强专业化公共服务平台建设2．加紧公共支撑机构建设3．整合公共服务资源。物联网在工业控制系统中的应用第47页河南省市场分析一、河南省工业概况河南工业门类覆盖了国民经济行业38个大类，年全部工业增加值1.44万亿元，汽车、电子信息、装备制造、食品、轻工、建材等六大高成长性产业比上年增加25.3%，对全省规模以上工业增加贡献率为69.6%。高技术产业增加53.3%。著名企业：河南煤业化工集团、中平能化集团、安阳钢铁、宇通集团、中信重工、中国一拖、风神轮胎、新飞电器、济源钢铁、豫光金铅、舞阳钢铁、栾川钼业、灵宝黄金、明泰铝业、义煤集团、中原油田、南阳油田、洛阳石化、万基控股集团、神火集团、蓝天集团、大阳摩托、少林客车、郑州日产、郑州海马、宇通重工、河柴重工、许继集团、LYC、ZYS、卫华集团、华兰生物、宛西制药、羚锐制药、辅仁药业、福森制药、神马集团、银鸽集团、金龙铜管、瑞贝卡、、天瑞集团。物联网在工业控制系统中的应用第48页二、河南省部分地市工业概况郑州市：郑州市在纺织、机械、建材、耐火材料、能源和原辅材料产业上含有显著优势，有色金属、食品、煤炭、卷烟等为主导产业。郑州是全国主要冶金建材工业基地，氧化铝产量占全国二分之一左右。机械工业拥有亚洲最大磨料磨具企业白鸽集团。郑州宇通是亚洲规模最大、工艺技术最先进客车生产企业。郑州速冻食品企业如三全食品和思念食品等占据高端市场，中国第四大啤酒生产商金星啤酒，中国三强方便面生产商白象食品集团。年8月2日，鸿海科技集团旗下富士康落户郑州，而且吸引了相关配套企业进驻郑州。物联网在工业控制系统中的应用第49页洛阳市：洛阳研究开发领域包括机械、电子、冶金、石油化工、材料、航空航天、通讯、生物工程、食品、环境保护、农林水等几十个行业领域，其中在耐火材料、轴承、玻璃、农机、矿山设备、有色金属加工、石化工程、航空航天、化工、隧道工程、工程防护等十几个行业领域含有国内领先水平。有中国一拖、LYC、中信重工等一批大型企业。物联网在工业控制系统中的应用第50页安阳市：初步形成了冶金、电子、化工、电力、机械、纺织、医药、烟草等工业体系。全市现有限额以上工业企业466家，大中型企业64家。安阳钢铁集团企业、安彩集团企业被列入全国500家最大工业企业。安彩集团是中国最大彩色玻壳生产基地，产量位居世界第四。“安彩”牌玻壳、“YA”牌热轧带肋钢筋、“红旗渠”牌香烟、“金钟”牌电池等产品成为全国或全省著名品牌。近年来，安阳充分发挥区位优势，不停加紧经济发展步伐，综合经济实力逐年增强。物联网在工业控制系统中的应用第51页平顶山市：平顶山市工业基础雄厚，全市含有规模以上企业893家，职员人数47.85万人，特大型企业3家，大型企业13家，中型企业35家，小型企业344家。有中国平煤神马集团、平高集团、舞钢企业、天瑞集团、姚孟发电有限责任企业。物联网在工业控制系统中的应用第52页河南省工业和信息化厅关于公布第一批河南省信息化与工业化融合示范企业通知豫工信信〔〕276号各省辖市工业和信息化局（委），省直管试点县（市）工业和信息化主管部门：依据省辖市工业和信息化局（委）、省直管试点县（市）工业和信息化主管部门初审和推荐，省工业和信息化厅复评，确定安阳钢铁集团有限责任企业等50家企业为第一批河南省信息化与工业化融合示范企业。现予公布，并提出以下工作要求：一、示范企业要不停总结两化融合工作经验，提升信息化建设和应用水平，深入发挥标杆示范作用，实现创新发展、绿色发展、智能发展和协调发展，为全省企业信息化整体水平提升做出贡献。二、省辖市工业和信息化局（委）、省直管试点县（市）工业和信息化主管部门要加强对示范企业指导，对示范企业成功经验进行总结，并将相关材料上报省工业和信息化厅。三、省工业和信息化厅将加强示范企业经验交流，引导行业协会、中介组织、高等院校、科研院所与示范企业开展合作，组织省信息化教授为示范企业建设提供技术支持和咨询服务。四、各级工业和信息化主管部门要加强对示范企业宣传和支持，经过各种形式对示范企业取得经验和结果进行宣传推广，对成效突出示范企业进行表彰，并给予政策和资金支持。联系人：李洋联络电话箱：liyang2086@139.com物联网在工业控制系统中的应用第53页第一批河南省信息化与工业化融合示范企