有關工業企業自動化系統結構與體系設計

摘要：本文通過對目前國內工業自動化的發展經驗進行總結和論述，主要分析了工業自動化技術在流程工業中的綜合應用和發展。本文從流程工業中相關企業自動化技術的應用入手，分析了流程工業的相關企業對于自動化技術的需求，然后設計了綜合自動化系統的體系結構。本文通過對目前綜合工業自動化技術在流程工業領域的應用經驗進行總結，希望對流程工業相關企業的綜合自動化應用和管理提供一定的借鑒和幫助。

關鍵詞：流程工業；綜合自動化系統；整體結構；體系設計

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

我國的流程工業領域的企業，例如石油領域企業、化工領域企業或冶金領域企業等，所采用的傳統管理方法為利用計算機（包括數據信息收集、設定值數據管理和控制）、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儀表或DCS控制)，并根據工作特點進行劃分，不同的專業和工種管理和發展相對獨立。雖然目前流程工業領域的企業在管理方面做出了調整，但是在大多數企業中，機電儀還是做為一個部門進行管理和發展，但是機電儀部門是由多種專業領域組成的，所以在管理時，還是需要根據不同的專業進行針對性的管理。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、儀綜合業務管理，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，是實現流程工業領域企業單位自動化綜合管理體系的基礎。

一、流程工業的特點以及管理方面的需求

流程工業對于自動化綜合管理的需求和應用特點主要表現為以下幾點：

1.具有一定的基礎自動化水平；2.生產方式具有連續性的特點；3.參數復雜以及測量結果滯后的特點；4.優化手段的需求；5.優化設備管理的需求；6.優化生產環境的需求；7.優化目標的需求；8.提高工程設計效率的需求；9.優化供需鏈需求。

二、綜合自動化系統的架構設計方案

根據流程工業領域相關企業單位的生產特點，本文采用三層架構模式，兩套平臺系統的結構體系以及高效集成的工作方式完成企業單位進行綜合自動化體系的構建。

（一）三層架構模式。1.ERP層：主要功能是為REP平臺實現相關應用以及構建數據信息管理平臺的基本構架，根據ERP管理的基本管理方式和理念、基本管理應用實現方法、具體功能以及相關技術應用，是建立和完善科學合理的工作流程的基本條件。以企業單位的財務項目的指控和管理為管理重點、實現一體化生產經營綜合管理平臺；2.生產任務執行管理層：主要是負責對一體式綜合管理平臺的相關應用進行控制，應用現在先進的計算機網絡應用技術，實現實時數據和信息的一體化管理，包括網絡通信應用管理、系統關系數據庫數據檢測功能以及系統關系數據庫主要應用管理，并且對這些主要功能應用進行有效的集成，構架一體化綜合數據管理平臺的功能應用以及信息集成框架，建立數據信息管理和糾錯功能應用、企業單位物料控制和平衡管理、企業能量平衡管理、優化企業單位工作計劃任務、工作任務調度體系管理、工作任務仿真模擬、產品質量跟蹤檢測、實時信息數據管理等多個應用模塊。并且為ERP層提供可靠、真實并具有唯一性企業生產經營和成本數據支持；3.過程管理控制層：該層主要是基于DCS（分布式控制系統）技術而建立的系統平臺，該平臺集成了很通用性、實用性、擴展性較強的軟件，并且結合計算機網絡通信技術，實現了平臺實時數據庫基本應用和管理、實時數據處理等功能，集成了自動化罐區管理功能，過程優化功能、班級或生產組成本控制管理功能等，為實現有效的綜合自動化系統體系打下基礎。（二）兩套平臺系統。根據流程工業領域的相關企業單位的業務特點，本文采用兩套平臺系統解決相關企業的龐大數據信息處理需求。在數據空管理層中，本文采用的實時數據庫是我國浙江中控公司開發的。1.實時數據庫(ESP-iSYS)。實時數據庫系統（ESP-iSYS）是構建協同式自動化綜合管理體系的基礎。ESP-iSYS實時數據庫系統可以實現高效的實時數據采集功能、數據信息存儲功能以及Web方式數據信息瀏覽功能和實時數據信息檢測功能，并且保證數據的統一性、真實性以及完整性。并且支持多種結構的數據交互功能，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實時數據庫系統集成了COM/DCOM技術與應用、系統信息檢測與容錯、任務管理控制與調度、高效數據壓縮功能、位號映射控制與管理等先進數據信息管理技術。2.綜合集成軟件平臺(ESP-PlantJet)。ESP-PlantJet是浙江中控軟件技術有限公司針對流程工業企業研制開發的綜合集成軟件平臺，系統結構采用分層、分布式的組件結構設計，能支持大用戶量及計算量應用。整個系統自下而上可劃分為工廠數據模型、支撐環境、業務處理和人機接口等四個層次。ESP-PlantJet系統采用B/S結構來實施，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在以下幾個方面。1.實時數據庫與下層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等開放式控制系統或者智能儀表連接，并進行數據采集和管理。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，涉及到多變量預測控制、預測函數控制、軟測量、模型辨識、物料平衡、數據校正等等方面，這些軟件既能夠很方便與ESP-iSYS進行集成應用，也能夠根據客戶和現場的情況單獨使用。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、具有自主知識產權的軟件系統，充分發揮了平臺的高效聯結機制，保證兩個平臺之間能夠正確、及時地進行數據的雙向傳輸。

三、結語

隨著我國市場經濟的快速發展，市場競爭越來越激烈，因此我國很多流程工業領域的很多企業單位也根據其業務結構特點，進行了相應的調整。流程工業領域的相關企業單位開始從純生產型企業單位逐漸向生產經營型企業單位轉變。特別是近些年計算機技術的快速發展，提高了企業單位的生產經營效率，減少了新技術和產品的開發周期，因此產品的設計、生產直到投入市場的時間周期成為了各個生產單位和企業提升競爭力的關鍵。因此在流程工業領域的企業單位構建自動化綜合管理體系，對于流程工業領域的企業單位提高競爭力是十分重要的。

參考文獻：

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