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常熟市常陽(yáng)儀表科技有限公司
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自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)
日期：2024-11-23 16:38
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摘要：
自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)
1 引言
4月12~14日的FIA*四屆中國(guó)國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)自動(dòng)化儀表展覽會(huì)(FIA)及6月14日~17日的*九屆國(guó)際現(xiàn)代工廠/過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)與裝備展覽會(huì)(FA/PA)成功地在北京舉行，以及眾多廠商舉辦了大型技術(shù)交流活動(dòng)，使工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)倍受人們矚目，特別是“MM現(xiàn)代制造”出了新自動(dòng)化?？?，提出了新自動(dòng)化的概念，證明工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的動(dòng)向很值得我們重視。
2 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)模應(yīng)用即將逐步展開
總線技術(shù)的規(guī)劃、研究、試制、試用、工程實(shí)踐及推廣應(yīng)用。這是一項(xiàng)**的系統(tǒng)工程，它集中了眾多人的智慧，獲得了眾多人的稱許，特別是得到了“大客戶”的肯。目前，F(xiàn)F成員338家，已注冊(cè)產(chǎn)品為227種，通過(guò)HIST互操作測(cè)試認(rèn)證的主控系統(tǒng)有11個(gè)。應(yīng)用方面，有50萬(wàn)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表、8000套系統(tǒng)已投入應(yīng)用，其中中國(guó)占7%，約80套系統(tǒng)，主要分布在石化和化工、石油和天然氣、發(fā)電幾個(gè)行業(yè)。上海賽科、中海油/殼牌南海項(xiàng)目?jī)纱蠊こ叹鶎偈澜缟峡蓴?shù)的大型工程，今年即將投產(chǎn)。這些將為我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用起到示范作用。在技術(shù)上國(guó)內(nèi)也有很大進(jìn)展，華控、沈陽(yáng)自動(dòng)化所(中科博微)等單位均研制出并取得FF注冊(cè)資格的產(chǎn)品，已有10多種書籍出版。特別是如下幾項(xiàng)技術(shù)得到了初步普及:H1的通信原理;H1的功能塊組態(tài)和“現(xiàn)場(chǎng)控制”策略;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輔助設(shè)備及主控系統(tǒng)的選擇;H1網(wǎng)段設(shè)計(jì)及施工安裝;設(shè)備描述語(yǔ)言(DDL)與互操作性等。而且對(duì)于增強(qiáng)型EDDL及FISCO防爆等新技術(shù)表現(xiàn)了很大的熱情，這些都為今后在國(guó)內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
目前中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線委員會(huì)(CFFC)于6個(gè)外商駐華機(jī)構(gòu)組成的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線中國(guó)市場(chǎng)委員會(huì)(FFCMC)正在聯(lián)合開展活動(dòng)。現(xiàn)在FF正處在類似于70年代末DCS所處的時(shí)期，作為一項(xiàng)新技術(shù)走向市場(chǎng)之路雖然艱辛的,但經(jīng)過(guò)陣痛，新生的事物將像嬰兒出世一樣，一定會(huì)茁壯地成長(zhǎng)起來(lái)。
3 檢測(cè)技術(shù)、識(shí)別技術(shù)及信息融合技術(shù)受到重視
傳感器技術(shù)這些年來(lái)正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的階段，這將有另文專述。僅由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的助推，監(jiān)測(cè)儀表的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化已前進(jìn)了一大步。特別是多變量變送器地成功上市，使一個(gè)變壓變送器(如艾默生德的3015S和橫河的EJX)可以完成流量測(cè)量及溫壓補(bǔ)償、流量積累、顯示球罐內(nèi)液體體積和進(jìn)行導(dǎo)管堵塞、蒸汽拌熱診斷等一些列功能，而且還準(zhǔn)備增加孔板磨損監(jiān)測(cè)等功能，設(shè)備管理能得到更多有用信息。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備豐富的信息提供了暢通的渠道，為單信號(hào)向多信息采集轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件，加之檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步，諸如溫度場(chǎng)測(cè)量等傳感器地出現(xiàn)，逐步使這種轉(zhuǎn)變成為可能。
現(xiàn)在工業(yè)上大量的變送器均為直線取樣，而人工取樣等形式不被推薦;取樣點(diǎn)或取樣設(shè)備是固定的、連續(xù)的，而斷續(xù)取樣、多點(diǎn)取樣、移動(dòng)取樣卻很少成為控制中有用信號(hào);又檢測(cè)物理量、電量以外，化學(xué)量就較少了，屬于圖像識(shí)別、遙感技術(shù)、視覺(jué)機(jī)器、聲音測(cè)量，特別是條形碼、射頻識(shí)別(RFID)等屬于管理范疇的跟蹤、搜尋、捕獲等技術(shù)，都很少當(dāng)作控制用;近來(lái)發(fā)展起來(lái)的軟測(cè)量技術(shù)或稱為工藝算法等，多把它裝在上位機(jī)或控制室內(nèi)，作為“數(shù)學(xué)模型”變級(jí)控制處理。這些按信息化的要求，都可以商榷。如近年來(lái)提出多傳感器信息(數(shù)據(jù))融合(Multi-Sensor Data Fusion, MSDF)，簡(jiǎn)稱信息融合技術(shù);它對(duì)多個(gè)傳感器的的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)別、多方面、多層次的處理，從而產(chǎn)生新的有意義的信息。這項(xiàng)技術(shù)在大型設(shè)備監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)等方面已有應(yīng)用實(shí)例，另外，交通管理、**作戰(zhàn)系統(tǒng)等方面也很有用。
檢測(cè)技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，信息融合技術(shù)屬于智能化范疇，它應(yīng)與虛擬儀表技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)儀表技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高速、復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、分析和控制，反過(guò)來(lái)又推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)本身及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，使智能化設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生效益。
4 CIP通過(guò)工業(yè)協(xié)議已經(jīng)形成
CIP(Common Industrial Protocol)是由ODVA和CI共同推出。ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)為開放型DeviceNet供貨商協(xié)會(huì)，CI(ControlNet International)為ControlNet國(guó)際組織，均由羅克韋爾自動(dòng)化公司牽頭，它是工廠自動(dòng)化*有代表性的組織，它在DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用CIP協(xié)議，使三者具有統(tǒng)一的應(yīng)用層、應(yīng)用對(duì)象和設(shè)備描述，做到不同廠商設(shè)備之間通信，實(shí)現(xiàn)互操作性。目前CIP設(shè)備描述主要針對(duì)如下幾個(gè)行業(yè)，即半導(dǎo)體設(shè)備、氣動(dòng)閥、交流驅(qū)動(dòng)設(shè)備、位置控制器、其他設(shè)備描述等。此前，羅克韋爾還研制出Process Logix主控系統(tǒng)，它通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的HIST互操作性測(cè)試，所以也可和過(guò)程控制行業(yè)兼容。這樣通過(guò)應(yīng)用行規(guī)，使設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)如數(shù)據(jù)類型、參數(shù)語(yǔ)義、應(yīng)用功能等能互相理解，從而實(shí)現(xiàn)互操作，這種互相理解能力，就稱為互操作性。
設(shè)備描述提供基本構(gòu)件(Construct)來(lái)構(gòu)建設(shè)備描述文件。通過(guò)這也幫助大家理解上一節(jié)信息融合技術(shù)的一般。這些構(gòu)件由:變量、數(shù)組(陣列)、條目數(shù)組、記錄塊、數(shù)集、變量表、程序、域、響應(yīng)代碼、方法、單元關(guān)系、刷新關(guān)系、整體寫入關(guān)系、菜單、編輯顯示等組成。設(shè)備描述的源文件由設(shè)備描述的信息開始，然后說(shuō)明塊或塊參數(shù)的屬性及其它構(gòu)件的屬性，共同構(gòu)成一個(gè)整體。設(shè)備描述的源文件經(jīng)編譯后形成目標(biāo)文件，而后把此目標(biāo)文件看成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序即可。
關(guān)于實(shí)現(xiàn)互操作性設(shè)備描述語(yǔ)言有DDL、增強(qiáng)的EDDL(或稱電子描述語(yǔ)言)、FDT(現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具)等語(yǔ)言及Lonworks技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)變量等，而這些又與管控一體化中設(shè)備管理技術(shù)有著密切的關(guān)系。
CIP又開發(fā)了CIP Safety和CIP Sync等規(guī)范，即在CIP Networks工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，可以實(shí)現(xiàn)CIP Safety的緊急跳閘**保護(hù)功能及CIP Sync的順序事件記錄、分布式運(yùn)動(dòng)控制、定時(shí)輸出、同步換行及此時(shí)間戳的數(shù)據(jù)錄入等對(duì)使實(shí)行要求高的功能。
ODVA China組織由上海電器科學(xué)研究所牽頭，行業(yè)活動(dòng)也很活躍。FIA展覽會(huì)上，它與FF的聯(lián)合展臺(tái)相鄰，也由多家國(guó)內(nèi)外廠商組成ODVA聯(lián)合展臺(tái)，真是相應(yīng)成趣，傳為佳話。這也證明以離散控制為主的“電控行業(yè)”與以過(guò)程控制為主的“儀控行業(yè)”在中國(guó)的活動(dòng)，都成為世界舞臺(tái)的一部分了。
5 執(zhí)行儀表、運(yùn)動(dòng)控制及交流伺服系統(tǒng)正成為熱點(diǎn)
在過(guò)程控制領(lǐng)域，執(zhí)行儀表是以電-氣閥門定位器+氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥為主，其它有氣缸式調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電-液調(diào)節(jié)閥)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等?？傊?，是在以管道化為主的工藝裝備中，以改變閥門的開度為目的的直行程和角行程的執(zhí)行儀表為主流設(shè)備。近年來(lái)，以滿開/滿關(guān)為主要形式的電磁閥、閥組等也在大量使用。但是離散控制領(lǐng)域的執(zhí)行部件就形式多樣了，特別是以旋轉(zhuǎn)設(shè)備—電機(jī)為主的控制，已經(jīng)得到很大發(fā)展。兩個(gè)領(lǐng)域的執(zhí)行部件共性是速度反饋和位置反饋的控制領(lǐng)域。
變頻器、軟啟動(dòng)器等已得到普及，在節(jié)能等方面已取得成效，本文不準(zhǔn)備進(jìn)一步闡述了。在上世紀(jì)中葉，伺服機(jī)構(gòu)、直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、交流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)問(wèn)世，從90年代以來(lái)，運(yùn)動(dòng)控制名詞悄然流行，它是相對(duì)于電力拖動(dòng)及電機(jī)傳動(dòng)控制而言的一個(gè)分支。運(yùn)動(dòng)控制是指通過(guò)對(duì)電機(jī)等機(jī)電機(jī)構(gòu)的控制，使機(jī)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生期望的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制為轉(zhuǎn)速、位置、力矩三個(gè)參數(shù)的組合控制，*終保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡給予定值。它涵蓋于運(yùn)載工具、數(shù)控機(jī)床(CNC)、機(jī)械加工生產(chǎn)線、包裝設(shè)備、紡織、印染設(shè)備、機(jī)器人及多種民用設(shè)施，所以受到重視。
*近交流伺服系統(tǒng)的性能/價(jià)格比已具有競(jìng)爭(zhēng)力，特別是全數(shù)字式交流永磁伺服電機(jī)、DSP嵌入式芯片技術(shù)的發(fā)展，受到青睞，所以前景看好。本文要看重說(shuō)的，乃是作為交流伺服系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)控制中要求實(shí)時(shí)性很高，如實(shí)施響應(yīng)時(shí)間要求小于1ms、同步傳送和抖動(dòng)小于1μs，在要求更高的地方，可能為納秒(ns)級(jí)。分布式交流伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)走向市場(chǎng)，羅克韋爾的SERCOS，倫茨的System Bus及知名的Profibus、Interbus、DeviceNet等均可以完成分布式交流伺服系統(tǒng)，其上層通信仍采用CIP協(xié)議及CIPSync規(guī)范，才能獲得更好的實(shí)時(shí)性和可互操作性。
IEEE1588為于測(cè)量和控制網(wǎng)絡(luò)的分布時(shí)鐘定義了一個(gè)時(shí)間同步協(xié)議(Precision Time Protocol, PTP)，它為在以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步提供了工作原理。CIPSync實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備的高精度(±100ns)時(shí)間同步以及分布式運(yùn)動(dòng)控制，即包括多個(gè)伺服控制器的協(xié)同、伺服控制器及多伺服驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同。它借助CIPSync/IEEE1588對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的各種伺服驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘，結(jié)合帶時(shí)間標(biāo)記位置信號(hào)進(jìn)行伺服同步，它考慮使用基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且是適合于精度在微秒范圍內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)的同步。CIPSync以外，還有SynqNet運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，由Motion Engineering公司開發(fā)，支持高性能集中控制，支持它的伺服電機(jī)廠商較多，具有自愈容錯(cuò)、捕獲技術(shù)、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，所以分布式和集中式交流伺服控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)該互相結(jié)合。
我國(guó)為世界制造大國(guó)，所以對(duì)交流伺服系統(tǒng)技術(shù)很重視，和利時(shí)(四通電機(jī))、時(shí)光科技等公司都集中了很強(qiáng)的技術(shù)力量，開發(fā)了一批新產(chǎn)品。FIA和FA/PA展覽會(huì)上，國(guó)產(chǎn)PLC產(chǎn)品很多，如凱迪恩公司的KDN-K3等小型PLC產(chǎn)品很有特色，但國(guó)產(chǎn)PLC在交流伺服控制器模塊的開發(fā)方面還需要努力，爭(zhēng)取迎頭趕上世界水平。在本節(jié)末尾，以交流變頻、同步伺服與異步伺服的性能比較表(表1)結(jié)束，僅供參考。
6 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入新階段
上文中基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的FF/HSE、CIP或Ether Net/IP均為現(xiàn)在俗稱的工業(yè)以太網(wǎng)，還有這次FA/PA展會(huì)上西門子等公司的PROFINET,三種均通過(guò)IEC61158 IEC61784標(biāo)準(zhǔn)，又2004年1月IEC/SC 65C/JWG10~13等4個(gè)工作組通過(guò)6種以太網(wǎng)技術(shù)工作IEC的PAS公共可用規(guī)范文件，它們是:中國(guó)的EPA、法國(guó)的Beckhoff公司的EtherCAT、法國(guó)施耐德的MODBUS TCP(RTPS)。當(dāng)然除這9種以外采用EtherNet/TCP(UDP)/IP的工業(yè)以太網(wǎng)還很多。EPA(EtherNet
for Plant Automation)它采用了分段化結(jié)構(gòu)和確定性通信調(diào)度控制策略，解決了通信確定性、互操作性、開放性等問(wèn)題，可直接應(yīng)用于變頻器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程I/O、現(xiàn)場(chǎng)控制器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信，即做到“E網(wǎng)到底”，目前正處于產(chǎn)業(yè)化階段。
鑒于上節(jié)已就運(yùn)動(dòng)控制要求系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高，而闡述了CIPSync或Ethernet/IP采用IEEE1588時(shí)間同步協(xié)議，達(dá)到實(shí)時(shí)性為微秒級(jí)，因這是要增加一個(gè)“加速”的芯片等等，所以本文不準(zhǔn)備進(jìn)一步對(duì)提高工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性的方案贅述了。筆者只是想對(duì)面大量廣的實(shí)時(shí)性要求不那么高的一般工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行一番梳理。大家知道，一般以太網(wǎng)以其應(yīng)用廣、成本低、軟硬件資源豐富、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒁子诤虸nternet相連等優(yōu)點(diǎn)，注意把握住這些優(yōu)點(diǎn)，而由商業(yè)擴(kuò)展到工業(yè)領(lǐng)域，形成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、**性、安裝方便等方面進(jìn)行了強(qiáng)化，已能滿足許多低成本自動(dòng)化場(chǎng)合的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、管控一體化系統(tǒng)的需要。這些年來(lái)又隨著100M、1000M高速以太網(wǎng)、交換式以太網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)冗余等技術(shù)的普及，通信的確定性、**性、實(shí)時(shí)性有了很大提高，加上全雙工通信、虛擬局域網(wǎng)、質(zhì)量服務(wù)等技術(shù)的應(yīng)用，一般工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間已達(dá)到5~10ms，這對(duì)于流程工業(yè)的**系統(tǒng)及離散工業(yè)的一般工廠自動(dòng)化系統(tǒng)及全場(chǎng)管控一體化系統(tǒng)可以滿足要求，所以應(yīng)在國(guó)內(nèi)化大力氣使之形成一支設(shè)備生產(chǎn)成套、工程設(shè)計(jì)施工安裝的產(chǎn)業(yè)化隊(duì)伍，相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也要跟上去。讓一般工業(yè)以太網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生效益，從而推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。
選擇以太網(wǎng)，還必須使Web技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用到位，也就是說(shuō)要讓相關(guān)的人們放心的去瀏覽現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，從而在地域方面，使生產(chǎn)方式發(fā)生變化，促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展。
7 系統(tǒng)集成、電控儀控一體化、管控一體化任重道遠(yuǎn)系統(tǒng)集成一詞的流行始于80年代末90年代初，Integrated System和System Integration，在系統(tǒng)解決方案(Solution)流行的今天，已經(jīng)逐漸界限不清了。PLC可編程控制器和人機(jī)界面HMI之間在硬件接口的基礎(chǔ)上采用DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換發(fā)展到OPC(過(guò)程控制的對(duì)象鏈接嵌入)，是一大進(jìn)步，近來(lái)將與EDDL結(jié)合，解決互操作性問(wèn)題。又IEC61131-3在組態(tài)方面對(duì)系統(tǒng)集成也影響很大。隨著多種現(xiàn)場(chǎng)總線及工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，又使通信接口產(chǎn)品豐富起來(lái)，現(xiàn)在不只是一個(gè)產(chǎn)品上有多種接口，而且各種互聯(lián)的接口卡產(chǎn)品也很多，這兩個(gè)展會(huì)上均有多家接口產(chǎn)品，如美國(guó)Woodhead 公司、Prosoft公司的產(chǎn)品就有幾十種，可以滿足系統(tǒng)集成的需要。
系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化階段。2003年發(fā)布了ISO15745標(biāo)準(zhǔn)，它解決了系統(tǒng)集成的應(yīng)用需求和接口兩個(gè)基本問(wèn)題，該標(biāo)準(zhǔn)全稱為:工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和系統(tǒng)集成—開放系統(tǒng)應(yīng)用集成框架，分為4部分:通用參考描述、以ISO11898標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述、以IE61158標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)參考描述、以以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述。部分提出了開放系統(tǒng)的應(yīng)用集成框架(Application Integration Framework,
AIF)，它定義了一些元素和規(guī)則，構(gòu)成集成模型來(lái)表示應(yīng)用需求，并開發(fā)應(yīng)用互操作專用規(guī)范AIP，這個(gè)AIP是接口規(guī)范的表示形式，并要求開發(fā)AIP時(shí)，應(yīng)用UML、XML等來(lái)描述和表達(dá)。這些，對(duì)系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)展起到了里程碑式作用。
系統(tǒng)集成面臨的應(yīng)用需求中，電控、儀控一體化及管控一體化是要的問(wèn)題，而各個(gè)用戶企業(yè)對(duì)這兩大主題是既有共性又有個(gè)性的需求。電控儀控一體化問(wèn)題通過(guò)上面幾節(jié)已經(jīng)有一定了解。管控一體化的三層結(jié)構(gòu)，這是共性，其中MES層是熱點(diǎn)，MESA(Manufacturing
Enterprise Solution Association)對(duì)MES作如下定義:MES能通過(guò)信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。從前比較多的注意MES本身，現(xiàn)在逐漸理解到應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)集成的深度給予關(guān)注。由于國(guó)內(nèi)在管控一體化項(xiàng)目中滿意度高者較多，所以形成了曠日持久的局面，一線的應(yīng)用實(shí)踐與計(jì)算機(jī)人員的完善化應(yīng)該同樣受到重視。
系統(tǒng)集成、電儀一體化、管控一體化是技術(shù)問(wèn)題，也是人機(jī)工程藝術(shù)，要在務(wù)實(shí)和廣義的人機(jī)界面友好、人機(jī)親和力兩方面同時(shí)努力，才能使管控一體化的重任完成。
8 結(jié)束語(yǔ)
中國(guó)人口眾多，加之近年發(fā)展速度快，如2004年鋼產(chǎn)量已達(dá)2.7億噸，今年將達(dá)到3.2億噸;煉油能力已達(dá)1.4億噸/年，2010年將提升至2.2億噸/年;乙烯將由2003年的500萬(wàn)噸/年，升至900萬(wàn)噸/年;發(fā)電裝機(jī)容量2004年底達(dá)4.4億kW，2005年底將達(dá)5億kW。這些還相伴有與衣食住行有關(guān)的汽車制造業(yè)、造船業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)藥食品服裝制造業(yè)的快速發(fā)展，這樣將使中國(guó)自動(dòng)化形成一個(gè)壯觀的舞臺(tái)，吸引全世界的電氣商紛紛在這個(gè)舞臺(tái)上競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)流，當(dāng)然*大的受益者將是*終用戶。珍惜這個(gè)大好的機(jī)會(huì)吧！
1 引言
4月12~14日的FIA*四屆中國(guó)國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)自動(dòng)化儀表展覽會(huì)(FIA)及6月14日~17日的*九屆國(guó)際現(xiàn)代工廠/過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)與裝備展覽會(huì)(FA/PA)成功地在北京舉行，以及眾多廠商舉辦了大型技術(shù)交流活動(dòng)，使工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)倍受人們矚目，特別是“MM現(xiàn)代制造”出了新自動(dòng)化?？?，提出了新自動(dòng)化的概念，證明工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的動(dòng)向很值得我們重視。
2 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)模應(yīng)用即將逐步展開
總線技術(shù)的規(guī)劃、研究、試制、試用、工程實(shí)踐及推廣應(yīng)用。這是一項(xiàng)**的系統(tǒng)工程，它集中了眾多人的智慧，獲得了眾多人的稱許，特別是得到了“大客戶”的肯。目前，F(xiàn)F成員338家，已注冊(cè)產(chǎn)品為227種，通過(guò)HIST互操作測(cè)試認(rèn)證的主控系統(tǒng)有11個(gè)。應(yīng)用方面，有50萬(wàn)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表、8000套系統(tǒng)已投入應(yīng)用，其中中國(guó)占7%，約80套系統(tǒng)，主要分布在石化和化工、石油和天然氣、發(fā)電幾個(gè)行業(yè)。上海賽科、中海油/殼牌南海項(xiàng)目?jī)纱蠊こ叹鶎偈澜缟峡蓴?shù)的大型工程，今年即將投產(chǎn)。這些將為我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用起到示范作用。在技術(shù)上國(guó)內(nèi)也有很大進(jìn)展，華控、沈陽(yáng)自動(dòng)化所(中科博微)等單位均研制出并取得FF注冊(cè)資格的產(chǎn)品，已有10多種書籍出版。特別是如下幾項(xiàng)技術(shù)得到了初步普及:H1的通信原理;H1的功能塊組態(tài)和“現(xiàn)場(chǎng)控制”策略;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輔助設(shè)備及主控系統(tǒng)的選擇;H1網(wǎng)段設(shè)計(jì)及施工安裝;設(shè)備描述語(yǔ)言(DDL)與互操作性等。而且對(duì)于增強(qiáng)型EDDL及FISCO防爆等新技術(shù)表現(xiàn)了很大的熱情，這些都為今后在國(guó)內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
目前中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線委員會(huì)(CFFC)于6個(gè)外商駐華機(jī)構(gòu)組成的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線中國(guó)市場(chǎng)委員會(huì)(FFCMC)正在聯(lián)合開展活動(dòng)。現(xiàn)在FF正處在類似于70年代末DCS所處的時(shí)期，作為一項(xiàng)新技術(shù)走向市場(chǎng)之路雖然艱辛的,但經(jīng)過(guò)陣痛，新生的事物將像嬰兒出世一樣，一定會(huì)茁壯地成長(zhǎng)起來(lái)。
3 檢測(cè)技術(shù)、識(shí)別技術(shù)及信息融合技術(shù)受到重視
傳感器技術(shù)這些年來(lái)正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的階段，這將有另文專述。僅由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的助推，監(jiān)測(cè)儀表的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化已前進(jìn)了一大步。特別是多變量變送器地成功上市，使一個(gè)變壓變送器(如艾默生德的3015S和橫河的EJX)可以完成流量測(cè)量及溫壓補(bǔ)償、流量積累、顯示球罐內(nèi)液體體積和進(jìn)行導(dǎo)管堵塞、蒸汽拌熱診斷等一些列功能，而且還準(zhǔn)備增加孔板磨損監(jiān)測(cè)等功能，設(shè)備管理能得到更多有用信息。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備豐富的信息提供了暢通的渠道，為單信號(hào)向多信息采集轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件，加之檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步，諸如溫度場(chǎng)測(cè)量等傳感器地出現(xiàn)，逐步使這種轉(zhuǎn)變成為可能。
現(xiàn)在工業(yè)上大量的變送器均為直線取樣，而人工取樣等形式不被推薦;取樣點(diǎn)或取樣設(shè)備是固定的、連續(xù)的，而斷續(xù)取樣、多點(diǎn)取樣、移動(dòng)取樣卻很少成為控制中有用信號(hào);又檢測(cè)物理量、電量以外，化學(xué)量就較少了，屬于圖像識(shí)別、遙感技術(shù)、視覺(jué)機(jī)器、聲音測(cè)量，特別是條形碼、射頻識(shí)別(RFID)等屬于管理范疇的跟蹤、搜尋、捕獲等技術(shù)，都很少當(dāng)作控制用;近來(lái)發(fā)展起來(lái)的軟測(cè)量技術(shù)或稱為工藝算法等，多把它裝在上位機(jī)或控制室內(nèi)，作為“數(shù)學(xué)模型”變級(jí)控制處理。這些按信息化的要求，都可以商榷。如近年來(lái)提出多傳感器信息(數(shù)據(jù))融合(Multi-Sensor Data Fusion, MSDF)，簡(jiǎn)稱信息融合技術(shù);它對(duì)多個(gè)傳感器的的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)別、多方面、多層次的處理，從而產(chǎn)生新的有意義的信息。這項(xiàng)技術(shù)在大型設(shè)備監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)等方面已有應(yīng)用實(shí)例，另外，交通管理、**作戰(zhàn)系統(tǒng)等方面也很有用。
檢測(cè)技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，信息融合技術(shù)屬于智能化范疇，它應(yīng)與虛擬儀表技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)儀表技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高速、復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、分析和控制，反過(guò)來(lái)又推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)本身及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，使智能化設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生效益。
4 CIP通過(guò)工業(yè)協(xié)議已經(jīng)形成
CIP(Common Industrial Protocol)是由ODVA和CI共同推出。ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)為開放型DeviceNet供貨商協(xié)會(huì)，CI(ControlNet International)為ControlNet國(guó)際組織，均由羅克韋爾自動(dòng)化公司牽頭，它是工廠自動(dòng)化*有代表性的組織，它在DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用CIP協(xié)議，使三者具有統(tǒng)一的應(yīng)用層、應(yīng)用對(duì)象和設(shè)備描述，做到不同廠商設(shè)備之間通信，實(shí)現(xiàn)互操作性。目前CIP設(shè)備描述主要針對(duì)如下幾個(gè)行業(yè)，即半導(dǎo)體設(shè)備、氣動(dòng)閥、交流驅(qū)動(dòng)設(shè)備、位置控制器、其他設(shè)備描述等。此前，羅克韋爾還研制出Process Logix主控系統(tǒng)，它通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的HIST互操作性測(cè)試，所以也可和過(guò)程控制行業(yè)兼容。這樣通過(guò)應(yīng)用行規(guī)，使設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)如數(shù)據(jù)類型、參數(shù)語(yǔ)義、應(yīng)用功能等能互相理解，從而實(shí)現(xiàn)互操作，這種互相理解能力，就稱為互操作性。
設(shè)備描述提供基本構(gòu)件(Construct)來(lái)構(gòu)建設(shè)備描述文件。通過(guò)這也幫助大家理解上一節(jié)信息融合技術(shù)的一般。這些構(gòu)件由:變量、數(shù)組(陣列)、條目數(shù)組、記錄塊、數(shù)集、變量表、程序、域、響應(yīng)代碼、方法、單元關(guān)系、刷新關(guān)系、整體寫入關(guān)系、菜單、編輯顯示等組成。設(shè)備描述的源文件由設(shè)備描述的信息開始，然后說(shuō)明塊或塊參數(shù)的屬性及其它構(gòu)件的屬性，共同構(gòu)成一個(gè)整體。設(shè)備描述的源文件經(jīng)編譯后形成目標(biāo)文件，而后把此目標(biāo)文件看成設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序即可。
關(guān)于實(shí)現(xiàn)互操作性設(shè)備描述語(yǔ)言有DDL、增強(qiáng)的EDDL(或稱電子描述語(yǔ)言)、FDT(現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具)等語(yǔ)言及Lonworks技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)變量等，而這些又與管控一體化中設(shè)備管理技術(shù)有著密切的關(guān)系。
CIP又開發(fā)了CIP Safety和CIP Sync等規(guī)范，即在CIP Networks工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，可以實(shí)現(xiàn)CIP Safety的緊急跳閘**保護(hù)功能及CIP Sync的順序事件記錄、分布式運(yùn)動(dòng)控制、定時(shí)輸出、同步換行及此時(shí)間戳的數(shù)據(jù)錄入等對(duì)使實(shí)行要求高的功能。
ODVA China組織由上海電器科學(xué)研究所牽頭，行業(yè)活動(dòng)也很活躍。FIA展覽會(huì)上，它與FF的聯(lián)合展臺(tái)相鄰，也由多家國(guó)內(nèi)外廠商組成ODVA聯(lián)合展臺(tái)，真是相應(yīng)成趣，傳為佳話。這也證明以離散控制為主的“電控行業(yè)”與以過(guò)程控制為主的“儀控行業(yè)”在中國(guó)的活動(dòng)，都成為世界舞臺(tái)的一部分了。
5 執(zhí)行儀表、運(yùn)動(dòng)控制及交流伺服系統(tǒng)正成為熱點(diǎn)
在過(guò)程控制領(lǐng)域，執(zhí)行儀表是以電-氣閥門定位器+氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥為主，其它有氣缸式調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電-液調(diào)節(jié)閥)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等?？傊?，是在以管道化為主的工藝裝備中，以改變閥門的開度為目的的直行程和角行程的執(zhí)行儀表為主流設(shè)備。近年來(lái)，以滿開/滿關(guān)為主要形式的電磁閥、閥組等也在大量使用。但是離散控制領(lǐng)域的執(zhí)行部件就形式多樣了，特別是以旋轉(zhuǎn)設(shè)備—電機(jī)為主的控制，已經(jīng)得到很大發(fā)展。兩個(gè)領(lǐng)域的執(zhí)行部件共性是速度反饋和位置反饋的控制領(lǐng)域。
變頻器、軟啟動(dòng)器等已得到普及，在節(jié)能等方面已取得成效，本文不準(zhǔn)備進(jìn)一步闡述了。在上世紀(jì)中葉，伺服機(jī)構(gòu)、直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、交流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)問(wèn)世，從90年代以來(lái)，運(yùn)動(dòng)控制名詞悄然流行，它是相對(duì)于電力拖動(dòng)及電機(jī)傳動(dòng)控制而言的一個(gè)分支。運(yùn)動(dòng)控制是指通過(guò)對(duì)電機(jī)等機(jī)電機(jī)構(gòu)的控制，使機(jī)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生期望的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制為轉(zhuǎn)速、位置、力矩三個(gè)參數(shù)的組合控制，*終保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡給予定值。它涵蓋于運(yùn)載工具、數(shù)控機(jī)床(CNC)、機(jī)械加工生產(chǎn)線、包裝設(shè)備、紡織、印染設(shè)備、機(jī)器人及多種民用設(shè)施，所以受到重視。
*近交流伺服系統(tǒng)的性能/價(jià)格比已具有競(jìng)爭(zhēng)力，特別是全數(shù)字式交流永磁伺服電機(jī)、DSP嵌入式芯片技術(shù)的發(fā)展，受到青睞，所以前景看好。本文要看重說(shuō)的，乃是作為交流伺服系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)控制中要求實(shí)時(shí)性很高，如實(shí)施響應(yīng)時(shí)間要求小于1ms、同步傳送和抖動(dòng)小于1μs，在要求更高的地方，可能為納秒(ns)級(jí)。分布式交流伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)走向市場(chǎng)，羅克韋爾的SERCOS，倫茨的System Bus及知名的Profibus、Interbus、DeviceNet等均可以完成分布式交流伺服系統(tǒng)，其上層通信仍采用CIP協(xié)議及CIPSync規(guī)范，才能獲得更好的實(shí)時(shí)性和可互操作性。
IEEE1588為于測(cè)量和控制網(wǎng)絡(luò)的分布時(shí)鐘定義了一個(gè)時(shí)間同步協(xié)議(Precision Time Protocol, PTP)，它為在以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步提供了工作原理。CIPSync實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備的高精度(±100ns)時(shí)間同步以及分布式運(yùn)動(dòng)控制，即包括多個(gè)伺服控制器的協(xié)同、伺服控制器及多伺服驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同。它借助CIPSync/IEEE1588對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的各種伺服驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘，結(jié)合帶時(shí)間標(biāo)記位置信號(hào)進(jìn)行伺服同步，它考慮使用基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且是適合于精度在微秒范圍內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)的同步。CIPSync以外，還有SynqNet運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，由Motion Engineering公司開發(fā)，支持高性能集中控制，支持它的伺服電機(jī)廠商較多，具有自愈容錯(cuò)、捕獲技術(shù)、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，所以分布式和集中式交流伺服控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)該互相結(jié)合。
我國(guó)為世界制造大國(guó)，所以對(duì)交流伺服系統(tǒng)技術(shù)很重視，和利時(shí)(四通電機(jī))、時(shí)光科技等公司都集中了很強(qiáng)的技術(shù)力量，開發(fā)了一批新產(chǎn)品。FIA和FA/PA展覽會(huì)上，國(guó)產(chǎn)PLC產(chǎn)品很多，如凱迪恩公司的KDN-K3等小型PLC產(chǎn)品很有特色，但國(guó)產(chǎn)PLC在交流伺服控制器模塊的開發(fā)方面還需要努力，爭(zhēng)取迎頭趕上世界水平。在本節(jié)末尾，以交流變頻、同步伺服與異步伺服的性能比較表(表1)結(jié)束，僅供參考。
6 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入新階段
上文中基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的FF/HSE、CIP或Ether Net/IP均為現(xiàn)在俗稱的工業(yè)以太網(wǎng)，還有這次FA/PA展會(huì)上西門子等公司的PROFINET,三種均通過(guò)IEC61158 IEC61784標(biāo)準(zhǔn)，又2004年1月IEC/SC 65C/JWG10~13等4個(gè)工作組通過(guò)6種以太網(wǎng)技術(shù)工作IEC的PAS公共可用規(guī)范文件，它們是:中國(guó)的EPA、法國(guó)的Beckhoff公司的EtherCAT、法國(guó)施耐德的MODBUS TCP(RTPS)。當(dāng)然除這9種以外采用EtherNet/TCP(UDP)/IP的工業(yè)以太網(wǎng)還很多。EPA(EtherNet
for Plant Automation)它采用了分段化結(jié)構(gòu)和確定性通信調(diào)度控制策略，解決了通信確定性、互操作性、開放性等問(wèn)題，可直接應(yīng)用于變頻器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程I/O、現(xiàn)場(chǎng)控制器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信，即做到“E網(wǎng)到底”，目前正處于產(chǎn)業(yè)化階段。
鑒于上節(jié)已就運(yùn)動(dòng)控制要求系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高，而闡述了CIPSync或Ethernet/IP采用IEEE1588時(shí)間同步協(xié)議，達(dá)到實(shí)時(shí)性為微秒級(jí)，因這是要增加一個(gè)“加速”的芯片等等，所以本文不準(zhǔn)備進(jìn)一步對(duì)提高工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性的方案贅述了。筆者只是想對(duì)面大量廣的實(shí)時(shí)性要求不那么高的一般工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行一番梳理。大家知道，一般以太網(wǎng)以其應(yīng)用廣、成本低、軟硬件資源豐富、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒁子诤虸nternet相連等優(yōu)點(diǎn)，注意把握住這些優(yōu)點(diǎn)，而由商業(yè)擴(kuò)展到工業(yè)領(lǐng)域，形成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、**性、安裝方便等方面進(jìn)行了強(qiáng)化，已能滿足許多低成本自動(dòng)化場(chǎng)合的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、管控一體化系統(tǒng)的需要。這些年來(lái)又隨著100M、1000M高速以太網(wǎng)、交換式以太網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)冗余等技術(shù)的普及，通信的確定性、**性、實(shí)時(shí)性有了很大提高，加上全雙工通信、虛擬局域網(wǎng)、質(zhì)量服務(wù)等技術(shù)的應(yīng)用，一般工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間已達(dá)到5~10ms，這對(duì)于流程工業(yè)的**系統(tǒng)及離散工業(yè)的一般工廠自動(dòng)化系統(tǒng)及全場(chǎng)管控一體化系統(tǒng)可以滿足要求，所以應(yīng)在國(guó)內(nèi)化大力氣使之形成一支設(shè)備生產(chǎn)成套、工程設(shè)計(jì)施工安裝的產(chǎn)業(yè)化隊(duì)伍，相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也要跟上去。讓一般工業(yè)以太網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生效益，從而推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。
選擇以太網(wǎng)，還必須使Web技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用到位，也就是說(shuō)要讓相關(guān)的人們放心的去瀏覽現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，從而在地域方面，使生產(chǎn)方式發(fā)生變化，促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展。
7 系統(tǒng)集成、電控儀控一體化、管控一體化任重道遠(yuǎn)系統(tǒng)集成一詞的流行始于80年代末90年代初，Integrated System和System Integration，在系統(tǒng)解決方案(Solution)流行的今天，已經(jīng)逐漸界限不清了。PLC可編程控制器和人機(jī)界面HMI之間在硬件接口的基礎(chǔ)上采用DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換發(fā)展到OPC(過(guò)程控制的對(duì)象鏈接嵌入)，是一大進(jìn)步，近來(lái)將與EDDL結(jié)合，解決互操作性問(wèn)題。又IEC61131-3在組態(tài)方面對(duì)系統(tǒng)集成也影響很大。隨著多種現(xiàn)場(chǎng)總線及工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，又使通信接口產(chǎn)品豐富起來(lái)，現(xiàn)在不只是一個(gè)產(chǎn)品上有多種接口，而且各種互聯(lián)的接口卡產(chǎn)品也很多，這兩個(gè)展會(huì)上均有多家接口產(chǎn)品，如美國(guó)Woodhead 公司、Prosoft公司的產(chǎn)品就有幾十種，可以滿足系統(tǒng)集成的需要。
系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化階段。2003年發(fā)布了ISO15745標(biāo)準(zhǔn)，它解決了系統(tǒng)集成的應(yīng)用需求和接口兩個(gè)基本問(wèn)題，該標(biāo)準(zhǔn)全稱為:工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和系統(tǒng)集成—開放系統(tǒng)應(yīng)用集成框架，分為4部分:通用參考描述、以ISO11898標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述、以IE61158標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)參考描述、以以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述。部分提出了開放系統(tǒng)的應(yīng)用集成框架(Application Integration Framework,
AIF)，它定義了一些元素和規(guī)則，構(gòu)成集成模型來(lái)表示應(yīng)用需求，并開發(fā)應(yīng)用互操作專用規(guī)范AIP，這個(gè)AIP是接口規(guī)范的表示形式，并要求開發(fā)AIP時(shí)，應(yīng)用UML、XML等來(lái)描述和表達(dá)。這些，對(duì)系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)展起到了里程碑式作用。
系統(tǒng)集成面臨的應(yīng)用需求中，電控、儀控一體化及管控一體化是要的問(wèn)題，而各個(gè)用戶企業(yè)對(duì)這兩大主題是既有共性又有個(gè)性的需求。電控儀控一體化問(wèn)題通過(guò)上面幾節(jié)已經(jīng)有一定了解。管控一體化的三層結(jié)構(gòu)，這是共性，其中MES層是熱點(diǎn)，MESA(Manufacturing
Enterprise Solution Association)對(duì)MES作如下定義:MES能通過(guò)信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。從前比較多的注意MES本身，現(xiàn)在逐漸理解到應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)集成的深度給予關(guān)注。由于國(guó)內(nèi)在管控一體化項(xiàng)目中滿意度高者較多，所以形成了曠日持久的局面，一線的應(yīng)用實(shí)踐與計(jì)算機(jī)人員的完善化應(yīng)該同樣受到重視。
系統(tǒng)集成、電儀一體化、管控一體化是技術(shù)問(wèn)題，也是人機(jī)工程藝術(shù)，要在務(wù)實(shí)和廣義的人機(jī)界面友好、人機(jī)親和力兩方面同時(shí)努力，才能使管控一體化的重任完成。
8 結(jié)束語(yǔ)
中國(guó)人口眾多，加之近年發(fā)展速度快，如2004年鋼產(chǎn)量已達(dá)2.7億噸，今年將達(dá)到3.2億噸;煉油能力已達(dá)1.4億噸/年，2010年將提升至2.2億噸/年;乙烯將由2003年的500萬(wàn)噸/年，升至900萬(wàn)噸/年;發(fā)電裝機(jī)容量2004年底達(dá)4.4億kW，2005年底將達(dá)5億kW。這些還相伴有與衣食住行有關(guān)的汽車制造業(yè)、造船業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)藥食品服裝制造業(yè)的快速發(fā)展，這樣將使中國(guó)自動(dòng)化形成一個(gè)壯觀的舞臺(tái)，吸引全世界的電氣商紛紛在這個(gè)舞臺(tái)上競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)流，當(dāng)然*大的受益者將是*終用戶。珍惜這個(gè)大好的機(jī)會(huì)吧！
