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1  工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展

　　20世紀(jì)60年代以前，以經(jīng)典控制論為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了常規(guī)自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，完成設(shè)備級(jí)的自動(dòng)化，控制要求是安全平穩(wěn)，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單獨(dú)立；60年代到80年代，以現(xiàn)代控制理論為指導(dǎo)，大規(guī)模的分散式控制系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，自動(dòng)控制的要求是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗；90年代以后，在控制理論應(yīng)用中出現(xiàn)了許多交叉學(xué)科，如控制論、信息論、系統(tǒng)論、智能論、協(xié)同論等。新技術(shù)不斷出現(xiàn)，控制系統(tǒng)大都是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，廣義自動(dòng)化的概念隨之產(chǎn)生。廣義自動(dòng)化可以認(rèn)為是工廠(chǎng)自動(dòng)化、企業(yè)自動(dòng)化或管理自動(dòng)化。其要求是滿(mǎn)足綜合性的指標(biāo)，如市場(chǎng)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)、創(chuàng)新管理、提高企業(yè)效率、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等。

　　自動(dòng)化理論和自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，給人們帶來(lái)了許多觀(guān)念的變化。傳統(tǒng)自動(dòng)化的對(duì)象是工廠(chǎng)全自動(dòng)化、無(wú)人化的境界，而綜合自動(dòng)化或廣義自動(dòng)化，希望達(dá)到企業(yè)系統(tǒng)和人的和諧統(tǒng)一，人包括企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)成為了自動(dòng)化的重要組成部分。企業(yè)內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)，要在遵循各種公開(kāi)、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)下統(tǒng)一起來(lái)。自動(dòng)化的范圍也從傳統(tǒng)的僅僅考慮個(gè)體、設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程到現(xiàn)今的全廠(chǎng)范圍內(nèi)的對(duì)象、效益，包括企業(yè)的資產(chǎn)優(yōu)化、商業(yè)運(yùn)作、供應(yīng)、客戶(hù)服務(wù)等。

　　企業(yè)信息化，即利用企業(yè)所能獲取的信息，通過(guò)信息處理和信息分析，作出正確及時(shí)的判斷，從而采取正確及時(shí)的措施，確保企業(yè)各種任務(wù)指標(biāo)的完成。隨著現(xiàn)代社會(huì)從工業(yè)時(shí)代發(fā)展到信息時(shí)代的今天，企業(yè)信息無(wú)處不在，企業(yè)所面臨的問(wèn)題是如何從大量信息中提取、鑒別和應(yīng)用信息，把它變成有價(jià)值的知識(shí)。

　　今天的廣義自動(dòng)化系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅已經(jīng)形成了企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備級(jí)的信息集成，為企業(yè)信息化平臺(tái)提供了堅(jiān)實(shí)的不可或缺的基礎(chǔ)，而且也為企業(yè)資產(chǎn)管理、計(jì)算機(jī)維護(hù)系統(tǒng)，企業(yè)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、生產(chǎn)調(diào)度等提供了全面支持。

2  廣義自動(dòng)化系統(tǒng)為企業(yè)提供設(shè)備信息集成

　　企業(yè)內(nèi)的信息集成，是每個(gè)企業(yè)都?jí)裘乱郧蟮氖隆５F(xiàn)實(shí)中，將企業(yè)中各個(gè)信息技術(shù)系統(tǒng)集成，使之成為越來(lái)越大的系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題并冒較大的風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，人們想要在需要的時(shí)間內(nèi)找到當(dāng)前所急需的信息變得越來(lái)越困難。例如在成千上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)群中，要求到某個(gè)具體閥門(mén)的維修數(shù)據(jù)或在某一生產(chǎn)批量中找出一個(gè)質(zhì)量數(shù)據(jù)，要及時(shí)滿(mǎn)足這樣一個(gè)非常具體的要求就很不容易了。如果采用簡(jiǎn)單的做法，按歷史時(shí)間軸線(xiàn)去尋找，或按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)這種普通的方法是無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)日益嚴(yán)格而且迅速的要求的。

　　ABB公司的工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)800xA的核心技術(shù)―對(duì)象屬性技術(shù)，解決了信息集成、信息處理的難題。首先將企業(yè)中的信息按照設(shè)備對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)，并加以組合。這些對(duì)象可以是設(shè)備，如機(jī)器、閥門(mén)、變送器、開(kāi)關(guān)、電機(jī)或傳動(dòng)設(shè)備等，也可以是工廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品、汽車(chē)、甚至電力，還可以是無(wú)形的物體、銷(xiāo)售定單或加工產(chǎn)品質(zhì)量，或某一產(chǎn)品的加工秘訣。對(duì)于每一個(gè)對(duì)象與之相聯(lián)系的是它的屬性，即相關(guān)信息。舉一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)際應(yīng)用的例子：在ABB的800xA操作屏幕上對(duì)于閥門(mén)對(duì)象按鼠標(biāo)右鍵，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)菜單，顯示了所有與該對(duì)象相關(guān)的屬性，這些屬性即信息可以包括設(shè)計(jì)圖紙、控制圖、維修保養(yǎng)記錄，位置圖，質(zhì)量信息、操作手冊(cè)等。選擇所需的屬性就馬上得到所需的屬性，屬性的形成雖是多種多樣，如Word，Excel，Acrobat，ACAD，Database等。但使用者不必關(guān)心系統(tǒng)如何連接這些應(yīng)用，都是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)對(duì)象屬性技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信息的集成、分類(lèi)、處理，以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)信息的需求，獲取時(shí)間和獲取速度。

　　工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)史無(wú)前例地實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)單一系統(tǒng)平臺(tái)，將所有現(xiàn)場(chǎng)存在的企業(yè)需要的實(shí)時(shí)信息的集成。真正實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的時(shí)間，合適的人，在適合的地點(diǎn)，獲得所需的實(shí)時(shí)信息要求。在工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)中，不同的人可以從不同的信息結(jié)構(gòu)中獲得信息，例如，操作工從工藝過(guò)程的結(jié)構(gòu)中獲取信息，維護(hù)工可以從物理位置結(jié)構(gòu)中尋找資源，而控制工程師可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)判定系統(tǒng)工作狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)人員關(guān)心流量、溫度，而管理者關(guān)心產(chǎn)品、能耗、成本等。這些信息都在工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)中隨時(shí)、隨地獲取。只是簡(jiǎn)單地按鼠標(biāo)右鍵選擇所需信息，即獲得此信息。對(duì)于信息的及時(shí)獲取，對(duì)每一決策人員提供了快速準(zhǔn)確的判定條件，縮短決策時(shí)間，對(duì)于操作工來(lái)講，提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量、增加效益；對(duì)于管理者來(lái)講，則可占盡市場(chǎng)先機(jī)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3  工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的新特點(diǎn)

3.1 自動(dòng)化系統(tǒng)總包商（MIV，MAV，MICC）

　　在當(dāng)今的許多行業(yè)如冶金、造紙、電力、礦山，尤其是石油化工及制藥領(lǐng)域，自動(dòng)化系統(tǒng)與整個(gè)工藝流程、設(shè)備資產(chǎn)、生產(chǎn)產(chǎn)品、項(xiàng)目進(jìn)度、成本、項(xiàng)目利益和風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)非常緊密，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系的價(jià)值大大超過(guò)了自動(dòng)化系統(tǒng)本身的價(jià)值。而傳統(tǒng)的項(xiàng)目執(zhí)行中往往會(huì)存在以下問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)模和范圍的定義不確定，從而導(dǎo)致項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的屢次變更，許多不可預(yù)見(jiàn)的范圍和資源增加，由于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)引發(fā)的設(shè)計(jì)不一致和不良交接，錯(cuò)誤的和不一致的設(shè)備和材料的選擇，低劣的分包商與控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定接口，低質(zhì)量的竣工資料等等，這些問(wèn)題帶來(lái)項(xiàng)目范圍增大，項(xiàng)目周期延長(zhǎng)，費(fèi)用增加的風(fēng)險(xiǎn)。
采用單一的自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商，會(huì)更具備專(zhuān)一高效的工程，標(biāo)準(zhǔn)化的可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)工具，精簡(jiǎn)和標(biāo)準(zhǔn)的文檔資料，精簡(jiǎn)和高效的接口，減少設(shè)備測(cè)試。

　　單一的自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商從項(xiàng)目開(kāi)始就介入前期設(shè)計(jì)規(guī)劃，從而降低整個(gè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，降低項(xiàng)目周期費(fèi)用，獲得全集成的自動(dòng)化平臺(tái)技術(shù)，使工廠(chǎng)具有更優(yōu)越的操控性，更低的培訓(xùn)成本，更方便的工廠(chǎng)生命周期的維護(hù)。

3.2   更人性化的控制室

　　人們所習(xí)慣看到的傳統(tǒng)控制室中，一般都由一排操作臺(tái)，操作臺(tái)上面放著一個(gè)個(gè)操作員人機(jī)界面，對(duì)面墻上是關(guān)鍵參數(shù)的儀表顯示盤(pán)。頭頂前上方掛著各個(gè)工段關(guān)鍵設(shè)備的電視監(jiān)視器。

　　如何才能得到整個(gè)企業(yè)，整個(gè)車(chē)間的全面的清晰的信息顯示？如何取消陳舊的儀表盤(pán)？如何將實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)錄像集成到操作員站？如何防止來(lái)訪(fǎng)的客人接近操作員的操作位置？如何建造一個(gè)人性化的操作環(huán)境？如何將多個(gè)操作控制室環(huán)境集成在一起？新一代的控制室結(jié)構(gòu)給了人們完美的答案。大屏幕技術(shù)和投影技術(shù)使得操作環(huán)境更人性化，所有信息同步顯示使操作員對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程有了全面和精準(zhǔn)的了解。圓弧型的屏幕顯示使整個(gè)畫(huà)面清晰而且沒(méi)有接口縫隙。所有顯示信息清晰可讀而且可操作。整個(gè)人性化操作環(huán)境有利于操作工的身心健康。

　　實(shí)時(shí)攝像記錄可以準(zhǔn)確掌握設(shè)備和過(guò)程狀態(tài)，隨著千兆以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，多攝像頭集成，對(duì)每個(gè)攝像設(shè)備設(shè)置獨(dú)立頻段，最優(yōu)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，優(yōu)化通訊效率，自動(dòng)化平臺(tái)可隨時(shí)獲取圖像，控制云臺(tái)，進(jìn)行圖像記錄，圖像照相等。

3.3   廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

　　工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)為廣泛應(yīng)用工業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)的操作平臺(tái)用Windows 2000或Windows XP，圖形處理技術(shù)用Active X；控制器的控制層網(wǎng)絡(luò)用以太網(wǎng)TCP/IP；控制器的編程方式符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)，與操作層的通信協(xié)議為OPC標(biāo)準(zhǔn)。

　　工業(yè)過(guò)程控制信息技術(shù)平臺(tái)在不同行業(yè)認(rèn)證中，也要通過(guò)安全系統(tǒng)認(rèn)證（IEC 61508，IEC 61511，TUV），船用系統(tǒng)（Lloyds，DNV），惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境（Ex），環(huán)境保護(hù)（CE，EN 61331-2），食品及藥品認(rèn)證（FDA，CFR 21 part11，ISA 88，ISA 95）。例如，對(duì)于應(yīng)用于食品及藥品生產(chǎn)制造的自動(dòng)化系統(tǒng)，其功能本身和項(xiàng)目執(zhí)行質(zhì)量保證必須符合WHO以及各國(guó)政府如美國(guó)FDA，歐盟EMEA和中國(guó)SFDA的GMP要求，GMP中規(guī)定了對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的驗(yàn)證要求即為確保生產(chǎn)食品和藥品質(zhì)量的穩(wěn)定、一致和安全，要求自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯、數(shù)據(jù)的一致性、數(shù)據(jù)安全性、備份及可恢復(fù)性等。反應(yīng)到自動(dòng)化系統(tǒng)功能就是高級(jí)的系統(tǒng)登錄準(zhǔn)入，AUDIT TRAIL，電子簽名和電子記錄，批量生產(chǎn)管理等。符合各類(lèi)工業(yè)、行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)，才具有無(wú)可比擬的開(kāi)放性、適用性、兼容性。

3.4  現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)由用戶(hù)自由選擇

　　現(xiàn)今的工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)使通常大家認(rèn)為的設(shè)備從單點(diǎn)信號(hào)設(shè)備變成了智能設(shè)備。總線(xiàn)上傳送的信息是智能設(shè)備中存在的所有種類(lèi)的信息。智能設(shè)備本身具有許多功能，包括控制功能，有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，它已成為整個(gè)控制系統(tǒng)的一部分。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的最大好處，除了滿(mǎn)足過(guò)程控制外，就是對(duì)資產(chǎn)管理，設(shè)備維護(hù)真正計(jì)算機(jī)化提供了堅(jiān)實(shí)的不可替代的基礎(chǔ)。

　　然而，市場(chǎng)上存在著各種不同類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，各有各的發(fā)展歷史和起源，各有各應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)不再局限于支持某種特定的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，而是著眼于設(shè)備信息集成，給用戶(hù)以選擇不同類(lèi)型設(shè)備的自由。
FDT組織致力于現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備集成，通過(guò)定義設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)DTM，使得如符合Profibus，Hart，LonWorks等標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備在具備DTM后，與支持FDT/DTM的工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)更方便地集成。