更智能的窑炉：利用仪表物联网的承诺

所谓的哑巴乐器现在可以变成更聪明的东西了。几年前，谁会想到我们会问我们的扬声器天气预报，让他们从我们过去的音乐中控制我们的音乐选择。现在，我们的照明系统、家庭娱乐（包括电视选择）等也可以进行集成。

不可掉队的是，自动化行业已经赶上了这股潮流。物联网已经发展成为以网络安全为核心的工业物联网。全厂范围的集成视图称为“工业4.0”，最初由德国政府领导，但现在被大多数欧洲自动化供应商采用。

深入了解细节，您可能会问工业物联网（IIoT）与物联网有何区别。首先，工业设备已经具备了一些智能（可编程逻辑控制器、自动化控制器）。它们是为在恶劣环境中长年生存而建造的，通常已经可以直接或通过连接到局域网（LAN）进行连接。通常有一个通过人机界面（HMI）进入设备实时操作的窗口，这些显示单元可以有某种形式的远程视图，可以被智能手机或平板电脑接收。

那为什么对物联网要大惊小怪？很简单，你现在有潜力让一个智能设备变得更加聪明（就像物联网一样）。

想象一下您的自动化控制器实时地做出优化工艺流程的决策。一些控制器可以做到这一点，但在物联网成为一个概念之前，这些变化需要通过所需的固件变化和软件更新“硬连线”到设备中。这些开发通常需要几个月的时间进行初始编程和测试，然后才能最终加载到工业设备中。今天的物联网控制器包含有一个云组件，这提供了一个分层，添加基本单元中不能直接使用的功能来增强控制器的能力。当增强基本控制器的能力时，可以在云中快速完成工程改进。

许多仪表需要某种形式的维护计划（校准、报警测试等），但很少有仪表能够在测试到期时自动提醒所有相关方，并且无法提醒第三方按照要求的测试时间提供测试（图3）。某些仪表集成的云系统（例如二维码链接），可以向内部和外部各方提供受控访问的能力，并全局查看测试合规。

大多数现代仪表都是为多种应用而设计的，以使制造商拥有更广阔的市场和更大的销量，从而使价格对客户更具吸引力。但是，在设计中可能无法预测特定的最终客户需求，而且由于专业工程的成本，开发后从仪表中获得更高价值的机会将丧失。一些高级应用程序需要比板载处理器更高的计算能力，因此要么需要一个更强大的设备，要么客户在他的理想解决方案上妥协。

云计算的机会提供了一个不同的解决方案。利用云平台和服务器的巨大计算能力，不仅可以实现事后分析，还可以提供流（或实时）分析（图4）。一个典型的例子是利用机器学习算法的预测性维护程序。系统会自动学习设备或设备上的组件的行为，并搜索异常情况以发出警报。仪表未捕获的信息也可能直接从传感器链接到云（例如环境条件-温度、振动等）。

一个简单的警报系统会对一个问题发出警报。一个复杂的报警系统将提供更多的指示，包括问题所在、持续时间等。这种复杂性需要在系统中编程（图5）。

云解决方案可以发出警报（之前详情的短信触发），还可以将用户指引到警报的来源、触发点、持续时间以及事件前后的趋势。

如何将仪表连接到云端，无线信号出现短暂中断或3G网络出现轻微中断，会发生什么情况？这一类的大多数专业产品都在结构中包含一个缓冲单元。

商业热处理商、热电偶供应商和外部维护供应商：所有这些公司都有与最终客户远程连接的系统，通常需要大量的手动管理，以使客户能够访问关键文档或工艺过程信息。这种情况可能会减慢外部处理部件的质量验收，使设备的正常运行受到零件短缺（经认证的热电偶等）的风险，或造成维护检查一致性的不确定性造成的延迟。现代云解决方案可以提供对这些信息的实时访问，并提供服务和客户定义的视图。

许多公司提供了某种形式的物联网，但很少有公司将其降低到仪表或传感器级别，许多公司仍然提供自上而下的层次结构。在这种情况下，物联网这一术语变得紧密相关。与仪表监控和数据采集（内部）一样，仪表物联网将仪表作为大脑和软件（在本例中是基于云的）来提供总览和附加功能。当使用预先构建的云平台，并利用相关的web技术，如API（应用程序可编程接口）时，特定应用程序的工程设计被简化。智能集线器使用数据缓冲区，越来越多的仪表具有本机云连接能力。仪表物联网通过对设备及其服务的组件级别提供独特的视角，为更大的工业4.0提供了支持。

家庭自动化的一个关键发展，可以应用于工业（特别是当寻求改造“智能”），使用通用或合成传感器。使用一块“超级传感器”覆盖车间的一个区域，而不是用不同的专用传感器（比如预测性维护）来检测每一台设备。该解决方案可提供与温度、振动、能源使用和设备使用有关的一般信息。它还可以通过机器学习到的指纹提供机器关键字。

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https://www.billboard.com/articles/business/8085524/smart-speaker-sales-tripled-25-million-year-2017