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企业自动化与信息化的实时软件平台与实时数据库
  • 点击数:2779     发布时间:2005-05-13 09:50:00
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当今社会,世界经济全球化趋势导致了世界市场的激烈竞争,同时资源和环保问题的紧迫性对工业生产提出了越来越高的要求,这些推动过程工业不断追求先进控制与优化,充分利用信息和计算机技术,使企业不断增强对市场的应变能力,根据市场需要及时组织和调整生产。充分挖掘生产潜力、提高效率、降低消耗、保护环境等目标,迫切要求实现生产过程和经营过程的整体优化。近年来,采用高可靠、智能化仪表和控制系统,现场总线网络控制系统(Fieldbus Control System,FCS);开发高级过程控制技术;在各个层次上实现在线优化;推行管理信息系统(Management Information System,MIS),进而开发计算机集成的管理与控制一体化系统,即计算机综合自动化系统(Computer Integrated Processing System,CIPS),已成为发达国家过程工业特别是炼化工业中控制与计算机
关键词:

 

邵惠鹤

1   引言

    当今社会,世界经济全球化趋势导致了世界市场的激烈竞争,同时资源和环保问题的紧迫性对工业生产提出了越来越高的要求,这些推动过程工业不断追求先进控制与优化,充分利用信息和计算机技术,使企业不断增强对市场的应变能力,根据市场需要及时组织和调整生产。充分挖掘生产潜力、提高效率、降低消耗、保护环境等目标,迫切要求实现生产过程和经营过程的整体优化。近年来,采用高可靠、智能化仪表和控制系统,现场总线网络控制系统(Fieldbus Control SystemFCS);开发高级过程控制技术;在各个层次上实现在线优化;推行管理信息系统(Management Information SystemMIS),进而开发计算机集成的管理与控制一体化系统,即计算机综合自动化系统(Computer Integrated Processing SystemCIPS),已成为发达国家过程工业特别是炼化工业中控制与计算机在线应用的标准发展模式。

 

    从技术角度看,几十年来,流程工业自动化技术获得了很大的发展。从控制系统的体系结构来看,经历了气动、电动、直接数字控制和分布式控制(DCS)四个时代,正在迈向第五个时代,即现场总线网络控制系统(FCS)。它将成为未来普遍采用的结构形式。

 

    在规模上,传统的控制系统可能只有几个到几十个I/O 点或控制回路,而现在,一套DCS控制的I/O点和回路多达几百甚至上千个;系统的控制范围也从传统的基于回路的控制,发展到控制整个装置或生产线,乃至整个企业的协同控制。伴随着控制规模和层次的扩大,控制系统的结构也日益复杂化,一方面,整个控制系统在不同层次上细分;从基础控制、高级过程控制到更高的优化控制。另一方面,控制系统的不同层面之间也要求更加缜密的整合。同时,伴随着控制层次的提升,控制与管理的关系日益密切,在功能上相互渗透。这就是所谓的管控一体化进程。它们在相同的效益指标函数的规范下,逐渐被归入同一个框架中,以实现控制与管理的统一。

 

    在这些以企业经营管理和企业生产管理的紧密集成为目标的大型企业应用软件中,对生产过程的集成、监控、管理是整个应用软件体系的基础和平台。因此,一种能够网络化集成监控所有自动化设备的新型实时监控软件平台已经成为国内外自动化厂商开发的方向。企业自动化与信息化的实时软件平台可以分为实时监控平台软件和信息集成平台软件。

 

2   企业自动化与信息化的实时软件平台的国内外概况

2.1  工业企业对自动化与信息化的实时软件平台的要求

        (1)  集成监控管理现存的和即将应用的自动化控制设备,逐步消除工厂内各不相同的专有技术、网络、协议所产生的不良效果;

 

        (2)  降低自动化系统的总体投资成本,并最大程度的保护在现有自动化系统上的投资;

 

        (3)  满足工厂生产过程控制从单机生产到联网生产的需要,最终提高生产效率和经济效益;

 

        (4)  使全厂实时生产过程信息进入企业内所有的计算机平台,满足企业对生产更深入、更及时地管理;

 

        (5)  提供开放、标准的方式或方法,使先进控制软件(APC)、生产调度软件能够方便的开放;

 

        (6)  统一自动化控制系统的基础设施网络,为将自动化系统最终融入信息管理系统提供条件和可能;

 

        (7)  充分利用网络通讯技术、Internet/Intranet技术,使生产管理人员和现场操作人员能够在任何地方对机器、生产过程乃至工厂生产管理进行远程控制。

 

        现在,国外商品化的实时监控软件正在全力朝这个方向发展,典型的产品有美国Intellution公司的Fix Dynamics软件、WonderWare公司的InTouch软件、以色列PCSoft国际公司的WizConr软件、澳大利亚Citect公司的Citect软件、法国ARC公司的PCVUE32软件等,这些软件大都已经进入中国市场。目前国内的实时监控软件平台已具有相当的基础,而且国产实时监控软件平台在图形界面上已具有相当水平。

 

        在过程控制中,由于各种数字化自动控制系统的广泛应用,已经可以获得大量有关生产过程运行的“海量数据”。但是,这些数据只是各个生产过程的一些细节、片面的信息,并不能从全厂的角度反映产品质量、生产计划执行情况、能源消耗情况。这种存在于企业经营管理系统和自动控制系统之间的信息鸿沟是所有企业在实施资源计划管理系统(ERP)或企业供应链管理系统时所遇到的实际问题。

 

        针对这种实际问题,国外软件开发商已经开发成功商品化的信息集成平台软件,专门用于运营决策管理和实时过程控制的信息交换及紧密集成。典型产品有美国OSI公司的PI软件、CamStar System公司的InSite软件、RealtimeInfo公司的InfoLink软件等。现在,这种实际问题已经开始被广大国内企业所认识,国内这方面的研究开发工作也已开始起步。

 

2.2  实时监控平台软件

        作为工业自动化控制设备监视、控制、管理的工具和企业信息管理系统的重要组成部分,实时监控软件平台在工业生产中越来越多地得到应用。表1是国外主要商品化实时监控软件平台的市场销售情况一览表。

    大多数国外工业自动化咨询研究、市场调查公司测算认为,全球工业自动化软件和实时监控软件平台以每年10%15%的速度增长。中国国内各行业每年的实时监控软件市场的总装机容量已达到20 000套,并以高于国际平均水平的速度快速增长。

 

    国产实时监控软件平台发展十分迅速,与国外产品相比,在市场推广应用方面占有明显的优势:中文本地化软件,国内企业的工程技术人员、管理人员和操作人员使用比较方便;大部分国产监控软件的技术支持和售后服务比国外要好;实时监控软件按照国内企业管理需求和中国人的思维习惯进行设计,适合中国国情;国内实时监控软件价格相对便宜,企业都能接受。因此,拥有自主版权,符合中国国情,具有国际水平的实时监控软件平台的市场前景非常广阔。

 

2.3  信息集成平台软件

    随着企业资源计划管理系统(ERP)、供应链管理系统和工业过程自动化系统的广泛应用,用于它们之间的综合信息集成软件平台的重要作用,必将被广大企业的工程技术人员和企业管理人员所认可。

 

    据不完全统计,美国已有炼油、化工、电力、食品、制药等行业的两万多家企业应用了这种综合集成软件平台。开发这类软件的公司被认为是最热门的软件开发公司。表2给出了一些主要商品化综合集成软件平台的市场销售统计。

 

    国内企业对该类软件的需求将随着企业资源计划管理系统(ERP

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