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邵惠鶴
1 引言
當(dāng)今社會，世界經(jīng)濟全球化趨勢導(dǎo)致了世界市場的激烈競爭，同時資源和環(huán)保問題的緊迫性對工業(yè)生產(chǎn)提出了越來越高的要求，這些推動過程工業(yè)不斷追求先進控制與優(yōu)化，充分利用信息和計算機技術(shù)，使企業(yè)不斷增強對市場的應(yīng)變能力，根據(jù)市場需要及時組織和調(diào)整生產(chǎn)。充分挖掘生產(chǎn)潛力、提高效率、降低消耗、保護環(huán)境等目標(biāo)，迫切要求實現(xiàn)生產(chǎn)過程和經(jīng)營過程的整體優(yōu)化。近年來，采用高可靠、智能化儀表和控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，FCS）；開發(fā)高級過程控制技術(shù)；在各個層次上實現(xiàn)在線優(yōu)化；推行管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS），進而開發(fā)計算機集成的管理與控制一體化系統(tǒng)，即計算機綜合自動化系統(tǒng)（Computer Integrated Processing System，CIPS），已成為發(fā)達國家過程工業(yè)特別是煉化工業(yè)中控制與計算機在線應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展模式。 從技術(shù)角度看，幾十年來，流程工業(yè)自動化技術(shù)獲得了很大的發(fā)展。從控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來看，經(jīng)歷了氣動、電動、直接數(shù)字控制和分布式控制（DCS）四個時代，正在邁向第五個時代，即現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（FCS）。它將成為未來普遍采用的結(jié)構(gòu)形式。 在規(guī)模上，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)可能只有幾個到幾十個I/O 點或控制回路，而現(xiàn)在，一套DCS控制的I/O點和回路多達幾百甚至上千個；系統(tǒng)的控制范圍也從傳統(tǒng)的基于回路的控制，發(fā)展到控制整個裝置或生產(chǎn)線，乃至整個企業(yè)的協(xié)同控制。伴隨著控制規(guī)模和層次的擴大，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜化，一方面，整個控制系統(tǒng)在不同層次上細分；從基礎(chǔ)控制、高級過程控制到更高的優(yōu)化控制。另一方面，控制系統(tǒng)的不同層面之間也要求更加縝密的整合。同時，伴隨著控制層次的提升，控制與管理的關(guān)系日益密切，在功能上相互滲透。這就是所謂的管控一體化進程。它們在相同的效益指標(biāo)函數(shù)的規(guī)范下，逐漸被歸入同一個框架中，以實現(xiàn)控制與管理的統(tǒng)一。 在這些以企業(yè)經(jīng)營管理和企業(yè)生產(chǎn)管理的緊密集成為目標(biāo)的大型企業(yè)應(yīng)用軟件中，對生產(chǎn)過程的集成、監(jiān)控、管理是整個應(yīng)用軟件體系的基礎(chǔ)和平臺。因此，一種能夠網(wǎng)絡(luò)化集成監(jiān)控所有自動化設(shè)備的新型實時監(jiān)控軟件平臺已經(jīng)成為國內(nèi)外自動化廠商開發(fā)的方向。企業(yè)自動化與信息化的實時軟件平臺可以分為實時監(jiān)控平臺軟件和信息集成平臺軟件。 2 企業(yè)自動化與信息化的實時軟件平臺的國內(nèi)外概況 2.1 工業(yè)企業(yè)對自動化與信息化的實時軟件平臺的要求 (1) 集成監(jiān)控管理現(xiàn)存的和即將應(yīng)用的自動化控制設(shè)備，逐步消除工廠內(nèi)各不相同的專有技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議所產(chǎn)生的不良效果； (2) 降低自動化系統(tǒng)的總體投資成本，并最大程度的保護在現(xiàn)有自動化系統(tǒng)上的投資； (3) 滿足工廠生產(chǎn)過程控制從單機生產(chǎn)到聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)的需要，最終提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益； (4) 使全廠實時生產(chǎn)過程信息進入企業(yè)內(nèi)所有的計算機平臺，滿足企業(yè)對生產(chǎn)更深入、更及時地管理； (5) 提供開放、標(biāo)準(zhǔn)的方式或方法，使先進控制軟件（APC）、生產(chǎn)調(diào)度軟件能夠方便的開放； (6) 統(tǒng)一自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，為將自動化系統(tǒng)最終融入信息管理系統(tǒng)提供條件和可能； (7) 充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、Internet/Intranet技術(shù)，使生產(chǎn)管理人員和現(xiàn)場操作人員能夠在任何地方對機器、生產(chǎn)過程乃至工廠生產(chǎn)管理進行遠程控制。 現(xiàn)在，國外商品化的實時監(jiān)控軟件正在全力朝這個方向發(fā)展，典型的產(chǎn)品有美國Intellution公司的Fix Dynamics軟件、WonderWare公司的InTouch軟件、以色列PCSoft國際公司的WizConr軟件、澳大利亞Citect公司的Citect軟件、法國ARC公司的PCVUE32軟件等，這些軟件大都已經(jīng)進入中國市場。目前國內(nèi)的實時監(jiān)控軟件平臺已具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，而且國產(chǎn)實時監(jiān)控軟件平臺在圖形界面上已具有相當(dāng)水平。 在過程控制中，由于各種數(shù)字化自動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)可以獲得大量有關(guān)生產(chǎn)過程運行的“海量數(shù)據(jù)”。但是，這些數(shù)據(jù)只是各個生產(chǎn)過程的一些細節(jié)、片面的信息，并不能從全廠的角度反映產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況、能源消耗情況。這種存在于企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)之間的信息鴻溝是所有企業(yè)在實施資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）或企業(yè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)時所遇到的實際問題。 針對這種實際問題，國外軟件開發(fā)商已經(jīng)開發(fā)成功商品化的信息集成平臺軟件，專門用于運營決策管理和實時過程控制的信息交換及緊密集成。典型產(chǎn)品有美國OSI公司的PI軟件、CamStar System公司的InSite軟件、RealtimeInfo公司的InfoLink軟件等。現(xiàn)在，這種實際問題已經(jīng)開始被廣大國內(nèi)企業(yè)所認識，國內(nèi)這方面的研究開發(fā)工作也已開始起步。 2.2 實時監(jiān)控平臺軟件 作為工業(yè)自動化控制設(shè)備監(jiān)視、控制、管理的工具和企業(yè)信息管理系統(tǒng)的重要組成部分，實時監(jiān)控軟件平臺在工業(yè)生產(chǎn)中越來越多地得到應(yīng)用。表1是國外主要商品化實時監(jiān)控軟件平臺的市場銷售情況一覽表。 大多數(shù)國外工業(yè)自動化咨詢研究、市場調(diào)查公司測算認為，全球工業(yè)自動化軟件和實時監(jiān)控軟件平臺以每年10%～15%的速度增長。中國國內(nèi)各行業(yè)每年的實時監(jiān)控軟件市場的總裝機容量已達到20 000套，并以高于國際平均水平的速度快速增長。 國產(chǎn)實時監(jiān)控軟件平臺發(fā)展十分迅速，與國外產(chǎn)品相比，在市場推廣應(yīng)用方面占有明顯的優(yōu)勢：中文本地化軟件，國內(nèi)企業(yè)的工程技術(shù)人員、管理人員和操作人員使用比較方便；大部分國產(chǎn)監(jiān)控軟件的技術(shù)支持和售后服務(wù)比國外要好；實時監(jiān)控軟件按照國內(nèi)企業(yè)管理需求和中國人的思維習(xí)慣進行設(shè)計，適合中國國情；國內(nèi)實時監(jiān)控軟件價格相對便宜，企業(yè)都能接受。因此，擁有自主版權(quán)，符合中國國情，具有國際水平的實時監(jiān)控軟件平臺的市場前景非常廣闊。 2.3 信息集成平臺軟件 隨著企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和工業(yè)過程自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于它們之間的綜合信息集成軟件平臺的重要作用，必將被廣大企業(yè)的工程技術(shù)人員和企業(yè)管理人員所認可。 據(jù)不完全統(tǒng)計，美國已有煉油、化工、電力、食品、制藥等行業(yè)的兩萬多家企業(yè)應(yīng)用了這種綜合集成軟件平臺。開發(fā)這類軟件的公司被認為是最熱門的軟件開發(fā)公司。表2給出了一些主要商品化綜合集成軟件平臺的市場銷售統(tǒng)計。 國內(nèi)企業(yè)對該類軟件的需求將隨著企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號