工业物联网论文
工业4.0比前三次工业革命更加迅猛，变革速度更快，影响更加深刻和彻底。
用于IP通信的智能设备已经逐渐主导了工业领域。
工业物联网的概念要素之一是使设备之间的通信(M2M)成为可能。对于许多工业用户来说，M2M并不陌生。在过去的几十年里，炼油厂已经能够让数以千计的设备与控制系统进行通信。M2M的新颖之处在于设备变得更加智能，通过IP通信交换的信息更加丰富。每台设备都有自己的IP地址，因此任何人都可以通过互联网在任何地方与该设备连接。用户对该功能影响力的认识才刚刚开始。
为什么数字化如此重要？
无论是用于加工还是工厂自动化，制造设备在测量能力、如何监控自身状态以及如何通信方面都变得更加智能。传统的哑压力传感器或接近传感器将压力或距离读数转换成模拟信号，仅此而已。他们可能代表M2M通信，但他们只是粗略的原型。存在许多缺陷的模拟通信正迅速被数字化所取代。其效果就像智能手机取代了由两个罐子和一根绳子组成的原始电话。
精密的设备需要精密的控制器来最大化其效能。一二十年前的PLC可以读取I/O数据，并逐步操作它。然而，今天的制造业需要的远不止这些。今天的控制器必须能够处理运行数字工厂所需的控制功能。新一代控制器的兴起，结合了世界上最好的PLC的功能和计算机的多功能性。
设备和控制器的强大组合
新一代设备和控制器的结合有助于我们建立一个基于信息物理系统的数字工厂。虽然自20世纪70年代以来，计算机已经被用于车间，但计算机能做的事情已经发生了巨大的变化。早期的PLC并不比以前的继电器好多少，但是PLC能控制的东西是随着技术的发展和人的创新思维在变化的。
传统的工业机器人被编程为每天做一件重复的事情。但随着网络物理概念的发展，机器人及其控制器被编程，可以根据当前情况独立判断下一步该做什么。举个简单的例子，输送机可以将各种瓶子输送到封口机。这些瓶子基本形状都差不多，但总有五种颜色，每种颜色的瓶子都需要用这种颜色封口。Cyber-physical systems可以观察瓶子，并指示机器人抓取相应的彩色封条并拧紧瓶子。机器人能做的更多。
信息物理系统还可以判断瓶子是否变形、贴标签以及注入的液位是否正确。利用一组智能传感器的信息，同一个机器人可以抓取不合格的瓶子，并将其移动到生产线上。该系统可以被编程为“思考”所有可能的情况，并合理地处理它们。
智能应用的智能控制器
有创造力的用户正在创造新的方法来帮助制造系统在更复杂的应用中实现更复杂的功能。由于各种操作和各种现场设备，新的基于计算机的控制器是信息物理系统的关键点。控制器可以同时用于压力和流量传感器、机器视觉照相机、条形码阅读器、电机驱动、阀门驱动、机器人和其他设备。
上述设备可能依赖于各种通信协议，从模拟电流环路到工业以太网。这种系统的速度依赖于更快的协议转换，因此每个设备可以协作并支持生产。此外，所有这些设备都可以向中央控制办公室发送诊断信息以进行评估，例如向人类操作员或维护部门发送信息，这可能包括视觉摄像机上的LED灯将要烧毁，或者设备机柜的冷却风扇被灰尘堵塞。这些预防性维护能力防止了生产过程中出现故障或停机的可能性。
展望未来
所有这些元素——智能设备、基于计算机的控制器、网络物理系统和互联网通信——正在结合起来支持工业4.0和当前的数字制造革命。
产品设计师会在电脑上开发新产品，包括所有部件。设计平台将需要了解每个零件的特性、结构材料和制造工艺。
产品可能涉及注塑塑料零件、机械金属零件和其他金属粉末或添加剂。系统会“考虑”所有这些元素是如何关联的，它们是如何连接的，每个元素在结构上是否完整，经过预设的处理后是否可以有效地构造和组装。
设计平台的下一步将确定生产和最终组装需要什么，当前的生产设施是否足以完成生产任务，是否需要调整某个零件，是否需要创建新的生产线，等等。设计出来的结构将是一个非常清晰和详细的蓝图，解决如何生产产品的问题，包括降低成本和提高生产率。
一旦开始生产，所有开发服务计划的信息将完整呈现，在产品的整个生命周期中提供支持。产品和产品制造过程是通过使用兼容软件虚拟设计的，生产设施也可以通过使用生产设备、控制器和软件来建造。
专业化车间
以这种方式设计的生产设施将达到前所未有的集成水平。每个设备(下至每个传感器和驱动器)都将使用IP通信，并且每个设备都有自己的IP地址。任何授权人员都可以通过互联网在任何地方访问设备，并获得与诊断和生产相关的信息。
通过传送到维护程序的诊断信息，生产将达到高度稳定的水平，意外情况将成为过去。制造系统将无缝集成，并受到全面网络安全策略的保护。拥有多个分支机构的企业可以在任何地方享受信息。
已经开发了许多技术来实现上述智能制造系统。运行在工业计算机上的产品设计软件引导设计的创造，并且同一个平台可以启动和控制制造设施。最后，我们需要的元件是可以通过工业以太网通信的工业传感器和驱动器。已经设计了大量的工业传感器和驱动器，更多的正在设计中。工业4.0需要的技术要素都已经准备好了，现在厂商只需要有想象力和创造力就可以使用了。
这个时候，工业中的通信系统就显得尤为重要。济南友仁互联(www.usr.cn)是一家专注于工业物联网的资深公司。里面的新产品可以有效解决这个问题。