【概要】本文介紹了在連續(xù)的過程應(yīng)用中，如何使用集成架構(gòu)搭建滿足用戶需求的過程控制系統(tǒng)，這種工作以前是由設(shè)備供應(yīng)商或者系統(tǒng)集成商來完成的，現(xiàn)在用戶可以按照本文給出的原則，可以自己設(shè)計系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的規(guī)劃更自主、更靈活、造價更低。
Abstract: This article introduces how to use integrated architecture for process control system and meet end-user needs in continue process applications. Beforetime, architecture design is made by system providers or system integrators. Now, end-user can implement this work by himself according to the principle of this article. It makes system more self-determination, more flexible and less expansive.
【關(guān)鍵詞】集成架構(gòu) 分布式系統(tǒng) 集中式系統(tǒng) 獨立式系統(tǒng)
Key words: Integrated Architecture Distributed System Centralized System Independent System
自動化系統(tǒng)的擴(kuò)展需要從一個封閉的、本地的、以控制為中心的方式轉(zhuǎn)換成一種開放的、廠級的、以業(yè)務(wù)為中心的方式。這需要自動化的解決方案，在管理生產(chǎn)和保持績效同時，不僅要提供全廠的控制功能，還要扮演一個積極、協(xié)同的角色。商業(yè)能力，諸如：供應(yīng)鏈管理、庫存控制、質(zhì)量管理、和其他關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI）需要緊密聯(lián)系正確的信息，使企業(yè)的整體性能最大化。
用于過程控制的集成架構(gòu)支持各種過程應(yīng)用，從有操作員界面的簡單、本地應(yīng)用，到包括所有過程設(shè)備、材料存儲、人力資源控制與優(yōu)化的復(fù)雜應(yīng)用，還支持操作員在廠級范圍訪問制造運行和工廠管理。
圖1 不同的系統(tǒng)架構(gòu)滿足不同的需求
集成架構(gòu)過程系統(tǒng)的優(yōu)勢
?開放的過程應(yīng)用平臺，包括流程和批處理控制，集成了全廠范圍的離散量、驅(qū)動器、運動控制和安全控制。
? 用于過程應(yīng)用的全集成系統(tǒng)，使用商用、市售（COTS）、經(jīng)過證明的自動化組件。
? 業(yè)界領(lǐng)先的合作伙伴，諸如：E＋H、OSIsoft，使用開放標(biāo)準(zhǔn)，確保集成能夠容易地實現(xiàn)。
? 單一開發(fā)環(huán)境支持多種編程語言，包括功能塊圖、結(jié)構(gòu)化文本、順序流程圖和梯形邏輯。
? 靈活、可伸縮的架構(gòu)易于進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。
? 與外部的商業(yè)系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)和維護(hù)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)格式的信息交換。
? 面向系統(tǒng)、客戶工程服務(wù)、有經(jīng)驗的集成商和生命周期優(yōu)化。
1．可伸縮、多語言、信息化的系統(tǒng)，廠級自動化與先進(jìn)過程控制的解決方案
羅克韋爾自動化把集成架構(gòu)用于過程控制，使傳統(tǒng)老系統(tǒng)進(jìn)化成一種新的流程標(biāo)準(zhǔn)，同時還了完成廠級的控制。其結(jié)果的功能性已經(jīng)超出了原來的分布式控制系統(tǒng)（DCS）、混合控制系統(tǒng)（HCS）、或標(biāo)準(zhǔn)的可編程控制器系統(tǒng)（PLC）。使用了集成架構(gòu)，可伸縮性和信息共享就成了與生俱來的特性。羅克韋爾自動化基于總結(jié)的經(jīng)驗定義了如下的過程自動化系統(tǒng)。
? 用于單元控制的獨立系統(tǒng)架構(gòu)；
? 用于區(qū)域控制的集中化系統(tǒng)架構(gòu)；
? 用于廠級和企業(yè)運行的分布式系統(tǒng)架構(gòu)。
羅克韋爾的很多技術(shù)嵌入進(jìn)了FactoryTalk的服務(wù)和應(yīng)用，與Logix控制平臺相配合（包括NetLinx 和View技術(shù)）組成了集成架構(gòu)，提供了先進(jìn)的過程控制，具有真正的廠級控制能力。系統(tǒng)的靈活性非常高，用戶可以從一個小（獨立）系統(tǒng)開始，在任何時間擴(kuò)展，不斷增加到滿足需要的系統(tǒng)為止。
2．自動化和信息等級
用于過程控制的集成架構(gòu)，可以參考在自動化和信息技術(shù)中常用標(biāo)準(zhǔn)中的等級，諸如：ISA-95。這些等級定義了企業(yè)、工廠、控制域之間的接口。在集成架構(gòu)中，使用等級概念可以幫助我們理解相關(guān)功能的實施和系統(tǒng)組件的角色。
等級0－系統(tǒng)組件為實際的現(xiàn)場設(shè)備，包括儀表、執(zhí)行器、驅(qū)動器和安全設(shè)備。這個級包括了：DeviceNet、FF、Profibus、HART等總線設(shè)備。過程測量和控制操作在這一級執(zhí)行，這級還包括本地儀表和設(shè)備的診斷。
等級1－系統(tǒng)組件是連接和控制現(xiàn)場儀表與設(shè)備的接口。這些系統(tǒng)組件包括Logix控制器，I/O模塊、控制網(wǎng)絡(luò)通信接口。這個等級還包括到現(xiàn)場總線的連接設(shè)備和任何由Logix控制器支持的I/O產(chǎn)品。在這個等級執(zhí)行I/O處理、PID調(diào)節(jié)和先進(jìn)控制、互鎖和聯(lián)鎖、面向單元的批處理。在這個級別使用工程師站（EWS）和維護(hù)工作站（MWS）創(chuàng)建和管理控制策略 與基本系統(tǒng)組態(tài)。
等級2－系統(tǒng)組件（典型為軟件）是加載到專用工作站和提供系統(tǒng)的監(jiān)督控制。這個等級包括進(jìn)行監(jiān)督級和控制級組件之間的通信。在這個等級，操作員與PID調(diào)節(jié)、先進(jìn)控制和批處理控制進(jìn)行交互，還進(jìn)行批處理的管理。
等級3－系統(tǒng)組件（典型為軟件）是工作站提供生產(chǎn)管理和性能監(jiān)視（制造運行）。這個等級包括實現(xiàn)制造級工作站和監(jiān)督組件之間的通信。在這個等級，管理的功能有：區(qū)域、生產(chǎn)線和單元的排產(chǎn)；通用系統(tǒng)維護(hù)；資產(chǎn)管理；生產(chǎn)模擬；性能分析、報告和優(yōu)化。生產(chǎn)（工程）工作站（PWS）用來管理和組態(tài)系統(tǒng)的制造運行。
等級4－系統(tǒng)組件典型為在本地訪問外部業(yè)務(wù)部分和生產(chǎn)計劃功能。這個等級要連接ERP系統(tǒng)，諸如：SAP或者Oracle，用于及時的供應(yīng)鏈管理，庫存管理、維護(hù)計劃和其他重要業(yè)務(wù)計劃。
