大数据采集与通信在设备一体自动控制中的应用

何娇

（南京国础工程技术有限公司 江苏南京 211316）

进入新时代之后，我国由“制造大国”向“制造强国”转变，制造业需要发展，离不开科学技术的进步，只有通过科学技术的不断开发与创新，才能保障制造业在市场竞争激烈的环境之中脱颖而出，设备一体自动控制就是机械制造业的不断自我升级与创新的表现。计算机科学技术的不断普及使得大数据技术在无形之中渗透入制造业的各个环节之中，大数据的采集与通信技术为企业节约了生产成本，同时，还减轻了企业的时间和劳动力的投入，设备一体自动控制促进制造业的发展取得历史性的飞跃，在很大程度了改变了传统制造业的模式，是现代制造业发展的基础，也是现代工业制造的一种变革，使得工业生产向智能化与科技化方向发展［1］。一体自动控制设备集成得越来越多、越来越大，其功能性更强，自动控制功能更好，尤其是集成了互联网技术、计算机技术以及通信技术等，在制造业的生产过程中，更加注重环保、绿色、生态与高效的生产功能相结合。在20世纪工业革命之后，对地球资源的过度浪费与消耗，对地球环境造成了严重的影响，地球资源的枯竭使得人们意识到环境保护的重要性，越来越重视生态环境。而“工业革命4.0”呼之欲出，设备一体自动控制对“工业革命4.0”发展具有重要的促进作用和意义。

1 基本概述

1.1 大数据采集与通信的简述

1.1.1 大数据的采集

“硬件有价，数据无价”，大数据最核心的就是数据本身，大数据的采集尤为重要，能够为接下来的工作提供坚实的基础保障。传统的数据采集比较单一，大部分的数据存储功能和数据分析量都相对较小，数据库大多都是采用“关系型数据库”或者是“并行数据库”来进行处理。传统数据的采集大致分为数据源和数据类型进行划分，而大数据采集通常是采用分布式架构，其特点是大数据采集的流量较大，采集的数据记录条数更多，其性能更高、存储空间更大。另外，大数据的采集技术更加多点和混合，与传统数据相比，大数据采集混合多种技术，其对应的数据源更是多样化，如视频、音频、动画以及网页等这些都是大数据采集能够同时进行的，大数据采集的数据量随着时长越长，其获得数据的数量也就越大，这时，可发掘的有价值的信息也就越多，体现得也能够更加全面和清晰［2］。如果能充分利用大数据采集的数据，能够帮助企业分析有价值的信息，进而充分发挥设备一体自动控制的价值，提升企业制造业方面的竞争实力。

1.1.2 大数据的通信

当数据采集之后，如何将数据与其他设备进行有效的沟通，需要一定的通信技术，通信技术是保障数据与其设备进行关联的通道，因此，通信在设备一体自动控制中具有相当重要的地位。随着互联网在存储通信中的发展，为了提高通信在大数据中的使用效果，需要充分发挥大数据通信的作用和优势，通过一系列的口令以及编程，使其设备之间进行无障碍交流，与之进行通信，使得一体自动控制设备能够随时读取到大数据采集的相关数据，在一体自动控制中实现远程通信技术，进而提升企业生产的稳定性和安全性。

1.2 一体自动控制的工作原理

一体自动控制设备是现代科学技术高度发展的结晶，通过与计算机系统的深度结合，确保设备控制系统稳定运行。一体自动控制设备在具体的应用过程中，主要工作原理是通过电子计算机基础结合编程技术，由此实现完美化的控制器效果。在具体的元件设备应用于过程中，主要会涉及5 个编程模块：电源控制模块、编程器模块、输入和输出模块、存储器模块及中央处理器（CPU），系统的运行主要是通过数据的输入处理、输出处理、控制程序处理这3个主要的环节［3］。在输入端的控制过程中，可以进入到一体自动控制编程应用，对输入的信号进行程序的编写处理，让系统程序在逻辑上拥有完美化的操作效果。通过严格的把关控制，确保编程的有效性，依靠对应的程序，完成数据的输出。在当前阶段，一体自动控制设备都具备相对完善的运动控制功能，可以广泛应用于各种机械设备当中，在工业控制领域有着十分广泛的发展前景。比如，将一体自动控制系统应用到混凝土生产过程中去，能够有效地降低控制装置的故障发生率，确保设备的正常运转，同时降低资源的浪费，提高生产效率，并最大限度地提高工厂运转的整体自动化水平。

2 大数据采集与通信在设备一体自动控制中的具体应用

2.1 对数据处理的应用

随着计算机科学技术的不断发展，大数据技术越来越成熟，再加上可编程的逻辑控制器功能也越来越多，例如，通过矩阵运算、逻辑运算等对大数据进行整理与分析，通过一系列的计算，能够将相关的数据进行转换并通过通信将数据进行传输。另外，还可以通过排序、表查等操作，进而对数据进行采集、整理与分析，这些大数据采集的数据将其进行整理分析并存储之后，通过对数据的横向比较或者是纵向的对比，对设备存储器具有一定参考价值，进而对设备开展相应的控制操作［4］。

2.2 在网络通信方面的应用

在物联网的发展过程中，通信网络具有“功不可没”的作用，网络通信已经涉及人们生活的方方面面。尤其是一体自动控制之中，大数据的采集与通信对设备一体自控控制具有很大的作用，通过编程和一定的逻辑进行控制通信，并将其他智能设备建立起沟通的桥梁［5］。随着新时代计算机控制技术的不断更新换代，在企业生产之中，自动化设备越来越多，伴随着网络通信的发展，自动化网络也得到长足发展，通过编程逻辑能够实现自动化控制，编程逻辑对自动化控制已经受到越来越多的关注。许多企业也引进了大量自动控制设备，这些设备为大数据采集与通信提供了更多的便利，无论是哪一种设备，都能够与编程逻辑控制接口，通过接口可以非常方便地与其他设备进行连接，并且发布控制指令，进而实现自动控制的功能。

2.3 过程控制方面的应用

在一体自动控制设备之中，过程控制尤为重要，对于电气化专业的设备而言，过程也就是将温度、成分、压力、高程等当成参数，进而通过参数来进行自动控制［6］。由于自动控制系统中涉及的各种参数比较多，因此，在自动控制中就非常容易受到参数的影响。例如，模拟量在自动控制中具有重要的地位，其指标对生产过程中的实际情况非常重要，因此，在实际生产的过程之中，要重点关注这项参数，通过有效的参数设置，有利于企业的实际生产，进而促进企业的发展，通过对生产过程的控制，能够提高生产过程中的效率，保障企业生产过程的质量，完成生产任务。

2.4 运动控制的应用

将大数据采集与通信应用于设备的运动控制之中，通过对一体自动控制的运动进行有效的控制，能够改变以往传统的开、关模式，将设备控制运动为圆周模式或者是直线模式，通过位置之间的联系以及传感器等设备的连接，对当前的运动进行运动控制，整个过程都在运动控制的模块之中完成［7］。例如，智能机器人的运动方式就是通过这样的原理来实现；又如，在工厂的生产之中，通过对数据的采集之后，在运动模块中实现改变温度或者加水等减低温度，通过这种运动控制，可以在很大程度上减少企业的人力成本，并且每个操作步骤都是提前设定好。相对于人工来说，大数据的采集与通信更加精准，再加上设备的抗干扰性极强，不会因人工的疏忽大意而造成失误等情况，进而也避免了给企业造成一定的损失或者麻烦。例如，将数据采集与通信设备放入企业生产的过程中，能够监测企业的生产过程，并且通过监测还能够降低故障的发生概率，进而保障生产设备的平稳、安全运行，同时，也减少了资源的浪费与消耗，提升了设备运行的自动化水平和自动控制的性能，大大提高了企业的生产效率。

2.5 开关逻辑控制的应用

在一体自动控制系统之中，开关量的逻辑控制也是重要的控制方式之一。通过对数据采集与通信，能够实现开关量的控制逻辑，有效地取代传统的继电器控制，在实际自动控制中，包括对运输带的开关量控制、对包装机的开关量控制以及冲床的开关量控制等。通常是数据采集之后，通过编程控制器对自动一体控制进行逻辑分析与处理，再由通信技术与数控装置等保障数控运行的安全性与可靠性［8］。不仅如此，根据对数据的分析与整理，能够对一体自动控制进行改善，并且具有很广泛的发展空间，另外，还能够简化自动控制的结构，强化系统设置的运行效率以及保证机械系统运行的高效与可靠。

2.6 传感器检测技术的应用

传感器是一体自动控制的重要设备之一，通过传感器能够将大数据采集的信息传送至中央处理器之中。传感器技术相当于是人的感受器官，通过大数据自动采集进而获得信息数据，并将这些采集的数据进行整理与分析，进而通过一体自动控制设备来自动调节，实现自动化与智能化生产管理。传感器通常设置在恶劣的环境之中，用以代替人工在恶劣的环境中采集信息与监测生产，通过智能传感器，还能够完成精确度更高的技术。由此可见，传感器对数据的采集具有非常重要的意义，进而通过采集的数据信息对一体自动控制设备启动相对应的程序。因此，在设备一体自动控制之中，要充分发挥智能传感器设备的作用，从而通过对信息资源的采集与对资源的整合优化，确保了信息数据的精确性，在保障企业经济效益的同时，还节约了人工成本，同时，还能够提高企业的生产管理水平，促进了智能制造业的发展。

3 大数据采集与通信在设备一体自动控制中的未来展望

随着智能制造业的不断发展，工业4.0以及智能化设备越来越普及，设备一体自动控制系统就是智能化设备普及的产物，未来的自动控制系统将会集成更多的功能，并且越来越环保，符合新时代的发展需求。随着一体自动控制对企业生产工艺以及产能的显著提高，大数据功能将得到进一步发展，大数据所采集的数据将被广泛运用于设备一体自动控制之中，大数据的采集更加的全面与广泛，当对设备进行大数据的采集与通信，通过警示等信息，有利于企业的生产安全［9］。不仅如此，大数据的信息采集还能够为设备一体自动控制系统打下基础，例如，通过传感器等设备能够读取温度的变化，大数据采集温度的变化之后，通过通信功能，将采集的数据传送至中央处理器之中，通过对数据的分析，再通过设备一体自动控制发送指令，进而保障企业的生产。随着大数据采集的普遍应用，以及一体自动控制系统集成的功能越来越多，在未来，对数据采集与通信的要求将会越来越高，对设备一体自动控制系统进一步发展具有重要的作用，大数据采集与通信将越来越普及，并且将被应用于各个领域之中。

一体自动控制设备随着物联网时代的到来，许多设备的前端已经被开发得非常成熟与完善，其中，包括了对数据信息的采样以及通信。一体自动控制被广泛应用是建立在物联网的基础之上，一体自动控制不再遵循“按部就班”“傻瓜式”的步骤，而是通过大数据的信息采集与通信，使得设备一体自动控制未来发展得更加“智能化”与“科技化”，将各种驱动程度集成于设备一体自动控制之中，使得原来的单片机设备转换为自动控制的一体化设备。

4 结语

我国科学技术的发展日新月异，物联网技术也在飞速发展，自动化技术的更新速度非常快，大数据综合应用技术日益加深。通过对大数据应用的深度开发与应用，能够更好地服务于设备一体自动控制过程中，在未来的机械制造业发展过程中，通过引入现代化的工业技术和先进的一体自动化控制系统，同时，伴以先进的组织管理模式，不断更新生产模式，可以实现机械制造业的更好发展。在未来，机械制造业的发展方向朝着智能化、一体自动化、网络化等方向发展，在自动控制设备之中的编程逻辑控制器的应用也会更加深化，控制系统的发展也将成为未来机电设备重要的发展方向。