将您的工业控制系统迁移到无线

许多工业和制造公司已开始为传感器数据和控制器系统集成无线网络，以改进内部流程。从发电厂到炼油厂，再到各种类型的制造设施，工业控制系统 (ICS) 使更多工厂能够以更高的效率运行。

有几种不同类型的无线技术可以进行改造以与工厂机制集成，包括无线局域网 (WLAN) 技术和传感器和控制类型的技术。将工厂内的传感器和控制器连接到物联网称为工业物联网或 IIoT。

在本文中，我们将回顾 IIoT，讨论组织在集成无线工业控制系统时可能面临的挑战，并探讨工业 IoT 的优势。一起来看看吧。

什么是工业物联网 (IIoT)？

物联网大致可以分为三类：消费者、M2M 和工业。

消费者物联网 体现了消费者生活中的事物、传感器、电器、电话、暖通空调系统和其他无线连接的“事物”。消费者物联网设备通常在家中。想想联网报警系统或 Nest 的智能恒温器。这是市场的饱和领域，该领域的“大玩家”正在涉足消费物联网设备。

机器对机器 (M2M) 物联网 通常是指蜂窝连接设备，但也经常用作更广泛的术语，包括工业应用。

工业物联网 是最古老的无线技术市场之一。然而，拥有运营技术 (OT) 堆栈的工厂通常拥有“气隙”网络——这意味着它们没有连接到互联网。这主要是因为许多 OT 系统最初是在互联网出现之前创建的，因此一直处于“石器时代”。安全性也很重要，因为很难破解一个只能通过物理访问才能访问的系统。

在炼油厂中，工业物联网系统可以像自动储罐读取传感器一样简单。这可以防止储罐溢出并降低支付员工手动读取储罐液位的成本（我们将在后面讨论这一点）。

一些公司已经开始明智地将这些过程连接到一个闭环工业控制系统。 尝试推动工业流程自动化是工业物联网的主要价值点 .

将工业物联网集成到您的控制系统的优势和挑战

有些人可能会感到惊讶，但与选择和实施 ICS 技术相比，一些组织在其系统和流程方面存在更大的问题。为什么？因为有很多技术可以在工厂中实施以使其“更智能”，但将这项技术实施到硬件中并不总是一个容易的过程。

在将他们的工业控制系统转移到无线时，决定集成哪种技术是一个重要的决定。两个主要选择将是 WLAN（WiFi 类型技术）或更专门构建的以传感器为中心的无线技术。两者都有一些独特的优点和缺点。

无线局域网技术

Wi-Fi/WLAN 的优势在于它的标准化程度使得一切都非常具有互操作性。大多数基于计算机的控制系统已经针对 Wi-Fi 网络连接进行了改装（或很容易配备）。如果您在工厂中部署了 Wi-Fi 网络并购买了计算机系统来管理您的工业控制系统，那么您可能会遇到 IT 问题（同时您要弄清楚您的计算机和机器将如何相互通信）。但是您不会在技术上遇到很大的集成挑战，因为 Wi-Fi 互操作性和标准化问题已经解决了。

但是，Wi-Fi 也有一些缺点。如果您的数据包需要远距离传输，那么 Wi-Fi 的有限范围可能会破坏交易。

以传感器为中心的无线技术

与 WLAN 技术相比，工业系统市场上以传感器和控制器为中心的无线技术要少得多，但仍有很多选择。由于系统集成，传感器级技术可能是一个挑战——即传感器将如何与无线电（MODBUS 等）接口以及如何捕获数据流并将其路由回现有的数据管理软件系统。

挑战真正成为系统集成之一，其中传感器、无线电、控制器和软件作为一个有凝聚力的系统的一部分一起工作。鉴于竞争协议和技术的数量之多，在未来 10 年内不太可能在此级别上进行广泛的标准化。

注意事项

根据上述信息，应该清楚的是，为满足工业需求而投资物联网应该是业务驱动的决策。组织应该只专注于构建一个系统，以帮助他们实现特定的业务成果，例如削减成本、提高特定效率等。

我们谈到了 IIoT 不仅因为技术而具有挑战性，而且因为基础设施和流程而更具挑战性。话虽如此，我们不会建议任何人尽早对基础设施进行大量投资。为什么？因为标准和技术一直在变化。

我们建议，作为第一步，组织应着眼于更易于集成并具有与其相关联的真正 ROI 的端到端（或主要是端到端）系统。这样，他们将在此过程中学到很多有关组织更广泛需求的知识，而不会将错误的技术投资为纯粹的基础设施投资。

可以理解，这对于一些想要快速行动的组织来说是困难的。他们可能认为这是一种分阶段的方法，并且想要一个更积极的计划来在整个企业中创建一个大型系统。请记住，由于该领域的不断变化和增长，每家公司（在某个时候）都会投资错误的专有技术。

为了避免这种代价高昂的错误，首先投资于解决方案和成果，这将有助于为未来的基础设施做出更多战略决策。

无线工业控制系统将帮助您完成的 4 件事

如前所述，工业物联网的主要价值点是能够推动工业流程自动化。因为提高效率和降低成本可以决定一个组织的成功和盈利能力，所以组织总是在调整和检查这些问题。为此，了解这些重要成果是如何实现的非常重要。以下是在组织中集成 IIoT 的一些好处：

1.避免过多的“人力”。

还记得我们之前提到的炼油厂吗？让我们回到那个例子。这个油田和炼油厂位于德克萨斯州的农村，每天每小时都需要有人开车检查油位，以监控何时需要清空油箱。这是一项重要的工作，但炼油厂的管理成本相当高（即车辆的汽油、个人的工资等）。因此，管理层决定添加一个无线工业控制系统，每小时以无线方式读取液位。现在，他们拥有一个更高效的系统，可以节省人力，从而提高他们的底线。

2.保存废料。

资产控制和管理有时更像是一个分析或业务运营问题，但它通常可以通过智能工业控制系统来解决。人们花在寻找和购买不需要的零件上的时间越少越好。假设在 Link Labs，我们每个月都浪费很多钱购买新螺丝刀，因为我们无法跟踪我们拥有的螺丝刀（有罪！）。当然，每个人都有一个盈亏平衡点，通过无线控制系统跟踪螺丝刀不值得不断更换它们。对于像 Link Labs 这样的小型组织，我们不会考虑使用这样的系统来跟踪螺丝刀，但对于一些规模较大的工业工厂，智能的“废料节省”解决方案在财务上是合理的。

3.降低运营成本。

许多组织浪费金钱是因为他们浪费能源。无论是灯亮着还是机器在不需要时运行，不必要的电力消耗都大大增加了大规模运营的成本。幸运的是，传感器级技术非常适合这些类型的场景。以建筑公司为例。如果高层管理人员意识到他们所有沉重的人工操作机器在不使用时都一直开着，他们可以实施传感器驱动的解决方案，除非有人坐在座位上，否则机器不会开启。

空转机器的燃料和维护成本可能会迅速增加，尤其是在大型组织中。如果集成 IIoT 可以帮助您改进大型企业的流程，那么它可以推动节省成本。

4.进一步优化您的“完全优化”流程。

IIoT 可以帮助您从几十年来首当其冲的优化流程中挤出最后一分钱。肉眼看来，流程无法再优化，但通常仍然可以找到效率。只有当你把它带到机器级别的传感和控制时，你才能看到你可以改进什么，因为人类只能在一定（和有限）程度上优化流程。一旦您开始在毫秒级节省时间——这很可能通过传感器技术工业控制系统实现——您就可以从大规模优化过程中“挤出最后一滴”。

关键要点

如果你离开这篇文章只知道两件事，那就让它们成为这些：

1. 尽管您可能在别处读到过，但 WLAN 网络并不是无线工业控制系统的唯一选择。 还有其他技术可以很好地用于无线传感器网络和无线控制器（它们的范围和性能比 WLAN 技术更好）。
2. 如果您决定推进任何给定的无线解决方案，请确保您有一个了解系统级复杂性的合作伙伴。 您最不想做的事情是购买一个过于复杂（和不足）的 modbus，然后在系统无法按计划运行时得不到任何帮助。