有關(guān)工業(yè)企業(yè)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與體系設(shè)計

摘要：本文通過對目前國內(nèi)工業(yè)自動化的發(fā)展經(jīng)驗進行總結(jié)和論述，主要分析了工業(yè)自動化技術(shù)在流程工業(yè)中的綜合應(yīng)用和發(fā)展。本文從流程工業(yè)中相關(guān)企業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用入手，分析了流程工業(yè)的相關(guān)企業(yè)對于自動化技術(shù)的需求，然后設(shè)計了綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。本文通過對目前綜合工業(yè)自動化技術(shù)在流程工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗進行總結(jié)，希望對流程工業(yè)相關(guān)企業(yè)的綜合自動化應(yīng)用和管理提供一定的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：流程工業(yè)；綜合自動化系統(tǒng)；整體結(jié)構(gòu)；體系設(shè)計

中圖分類號：TH186 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0105-01

我國的流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)，例如石油領(lǐng)域企業(yè)、化工領(lǐng)域企業(yè)或冶金領(lǐng)域企業(yè)等，所采用的傳統(tǒng)管理方法為利用計算機（包括數(shù)據(jù)信息收集、設(shè)定值數(shù)據(jù)管理和控制）、電氣化管理控制、各種儀表管理控制(主要包括各種溫度控制儀表、壓力控制儀表、液位控制儀表等相關(guān)儀表或DCS控制)，并根據(jù)工作特點進行劃分，不同的專業(yè)和工種管理和發(fā)展相對獨立。雖然目前流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)在管理方面做出了調(diào)整，但是在大多數(shù)企業(yè)中，機電儀還是做為一個部門進行管理和發(fā)展，但是機電儀部門是由多種專業(yè)領(lǐng)域組成的，所以在管理時，還是需要根據(jù)不同的專業(yè)進行針對性的管理。因此，可以在機電儀部門中進行實施綜合管理，建立一體化的機、電、儀綜合業(yè)務(wù)管理，通常還被叫做電儀一體化管理體系，建立完善電儀一體化管理體系，是實現(xiàn)流程工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)單位自動化綜合管理體系的基礎(chǔ)。

一、流程工業(yè)的特點以及管理方面的需求

流程工業(yè)對于自動化綜合管理的需求和應(yīng)用特點主要表現(xiàn)為以下幾點：

1.具有一定的基礎(chǔ)自動化水平；2.生產(chǎn)方式具有連續(xù)性的特點；3.參數(shù)復(fù)雜以及測量結(jié)果滯后的特點；4.優(yōu)化手段的需求；5.優(yōu)化設(shè)備管理的需求；6.優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境的需求；7.優(yōu)化目標(biāo)的需求；8.提高工程設(shè)計效率的需求；9.優(yōu)化供需鏈需求。

二、綜合自動化系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計方案

根據(jù)流程工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)單位的生產(chǎn)特點，本文采用三層架構(gòu)模式，兩套平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系以及高效集成的工作方式完成企業(yè)單位進行綜合自動化體系的構(gòu)建。

（一）三層架構(gòu)模式。1.ERP層：主要功能是為REP平臺實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用以及構(gòu)建數(shù)據(jù)信息管理平臺的基本構(gòu)架，根據(jù)ERP管理的基本管理方式和理念、基本管理應(yīng)用實現(xiàn)方法、具體功能以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，是建立和完善科學(xué)合理的工作流程的基本條件。以企業(yè)單位的財務(wù)項目的指控和管理為管理重點、實現(xiàn)一體化生產(chǎn)經(jīng)營綜合管理平臺；2.生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行管理層：主要是負(fù)責(zé)對一體式綜合管理平臺的相關(guān)應(yīng)用進行控制，應(yīng)用現(xiàn)在先進的計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)和信息的一體化管理，包括網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用管理、系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)檢測功能以及系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫主要應(yīng)用管理，并且對這些主要功能應(yīng)用進行有效的集成，構(gòu)架一體化綜合數(shù)據(jù)管理平臺的功能應(yīng)用以及信息集成框架，建立數(shù)據(jù)信息管理和糾錯功能應(yīng)用、企業(yè)單位物料控制和平衡管理、企業(yè)能量平衡管理、優(yōu)化企業(yè)單位工作計劃任務(wù)、工作任務(wù)調(diào)度體系管理、工作任務(wù)仿真模擬、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤檢測、實時信息數(shù)據(jù)管理等多個應(yīng)用模塊。并且為ERP層提供可靠、真實并具有唯一性企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和成本數(shù)據(jù)支持；3.過程管理控制層：該層主要是基于DCS（分布式控制系統(tǒng)）技術(shù)而建立的系統(tǒng)平臺，該平臺集成了很通用性、實用性、擴展性較強的軟件，并且結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實現(xiàn)了平臺實時數(shù)據(jù)庫基本應(yīng)用和管理、實時數(shù)據(jù)處理等功能，集成了自動化罐區(qū)管理功能，過程優(yōu)化功能、班級或生產(chǎn)組成本控制管理功能等，為實現(xiàn)有效的綜合自動化系統(tǒng)體系打下基礎(chǔ)。（二）兩套平臺系統(tǒng)。根據(jù)流程工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)單位的業(yè)務(wù)特點，本文采用兩套平臺系統(tǒng)解決相關(guān)企業(yè)的龐大數(shù)據(jù)信息處理需求。在數(shù)據(jù)空管理層中，本文采用的實時數(shù)據(jù)庫是我國浙江中控公司開發(fā)的。1.實時數(shù)據(jù)庫(ESP-iSYS)。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ESP-iSYS）是構(gòu)建協(xié)同式自動化綜合管理體系的基礎(chǔ)。ESP-iSYS實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效的實時數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)信息存儲功能以及Web方式數(shù)據(jù)信息瀏覽功能和實時數(shù)據(jù)信息檢測功能，并且保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、真實性以及完整性。并且支持多種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)交互功能，包括API接口、OPC接口、DDE接口、ODBC接口以及OLEDB接口等，具有很強的通用性和擴展性。ESP-iSYSS實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成了COM/DCOM技術(shù)與應(yīng)用、系統(tǒng)信息檢測與容錯、任務(wù)管理控制與調(diào)度、高效數(shù)據(jù)壓縮功能、位號映射控制與管理等先進數(shù)據(jù)信息管理技術(shù)。2.綜合集成軟件平臺(ESP-PlantJet)。ESP-PlantJet是浙江中控軟件技術(shù)有限公司針對流程工業(yè)企業(yè)研制開發(fā)的綜合集成軟件平臺，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層、分布式的組件結(jié)構(gòu)設(shè)計，能支持大用戶量及計算量應(yīng)用。整個系統(tǒng)自下而上可劃分為工廠數(shù)據(jù)模型、支撐環(huán)境、業(yè)務(wù)處理和人機接口等四個層次。ESP-PlantJet系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)來實施，并輔之以工作站上的常用工具軟件，這樣，就更能充分地利用己有的信息，從而為解決方案帶來了附加價值。（三）高效集成。本綜合自動化整體解決方案的高效集成體現(xiàn)在以下幾個方面。1.實時數(shù)據(jù)庫與下層DCS之間的高效集成：ESP-iSYS可以通過DDE、OPC及自定義的接口與DCS、PLC、FCS等開放式控制系統(tǒng)或者智能儀表連接，并進行數(shù)據(jù)采集和管理。ESP-iSYS支持包括橫河、ABB、Fisher Rosemount、Foxboro、Honeywell、浙大中控、西門子、OMRON等幾乎所有的主流型DCS、PLC和FCS等。2.全系列的先進控制軟件：以APC-Adcon為代表的先進控制軟件，涉及到多變量預(yù)測控制、預(yù)測函數(shù)控制、軟測量、模型辨識、物料平衡、數(shù)據(jù)校正等等方面，這些軟件既能夠很方便與ESP-iSYS進行集成應(yīng)用，也能夠根據(jù)客戶和現(xiàn)場的情況單獨使用。3.ESP-iSYS與ESP-PlantJet之間的高效連接：由于這兩個平臺均是自主開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件系統(tǒng)，充分發(fā)揮了平臺的高效聯(lián)結(jié)機制，保證兩個平臺之間能夠正確、及時地進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。

三、結(jié)語

隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，因此我國很多流程工業(yè)領(lǐng)域的很多企業(yè)單位也根據(jù)其業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)特點，進行了相應(yīng)的調(diào)整。流程工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)單位開始從純生產(chǎn)型企業(yè)單位逐漸向生產(chǎn)經(jīng)營型企業(yè)單位轉(zhuǎn)變。特別是近些年計算機技術(shù)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)單位的生產(chǎn)經(jīng)營效率，減少了新技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)周期，因此產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)直到投入市場的時間周期成為了各個生產(chǎn)單位和企業(yè)提升競爭力的關(guān)鍵。因此在流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)單位構(gòu)建自動化綜合管理體系，對于流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)單位提高競爭力是十分重要的。

參考文獻：

[1]金曉明，王樹青.工業(yè)過程先進控制的概念設(shè)計[J].科技資訊，2008，4

[2]李陶深.用DCOM實現(xiàn)分布式應(yīng)用系統(tǒng)組件化設(shè)計的一些關(guān)鍵技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2001，2