PDF《论软件是自动化系统的核心与灵魂》

综述篇 Overview Chapter 32・综述篇・Overview Chapter 北京三维力控科技股份有限公司 马国华 论软件是自动化系统的核心与灵魂 马国华(1967-),男,汉,教授级高级工程师,1989年7月毕业于 哈尔滨船舶工程学院计算机及应用专业,本科,主要研究方向为工 厂管控一体化.

摘要:本文从软件在自动化设备当中所处地位的角度,将工厂信息化系 统的软件体系设想成自动化软件系统的向上自然延伸,并将工厂信息化 软件系统视作一个整体,探讨了构成这个体系的各组成部分通过 公共 插座 建立无缝连接的若干关键技术. 关键词:全集成信息化工厂;

控制系统;

软件 作者简介 引言 自1969年PLC问世及1975年DCS问世以来,自动化设备提供 商始终将 软件是控制系统的核心与灵魂 作为核心理念之一, 对控制系统的系统软件和应用软件给以高度重视.只不过在用户 看来,这些控制系统更象硬件一些,因为它们是以硬件的形式向 用户交付的. 近年来,在一个控制系统当中,用户在纯 软件 上面的 投入也在大幅度增长,比如:SCADA软件、各类优化控制软 件、计算软件、调度软件、计量管理软件、报警管理软件、报表 管理软件等. 现在的工厂用户,其购买一套控制系统的目的,已经不是 单纯地以代替人工、减轻劳动强度、提高控制精度为目的了.用 户将控制系统寄予了更多的希望:提高产品品质、降低产品单 耗、找到影响质量和能耗的关键因素、评价班组的操作水平、根 据库存原料和成品库存安排生产等.用户想要达到以上目的,所 要依赖和倚仗的工具,依然是基于控制系统的信息化系统,而这 个信息化系统已经成为自动化产品的有机组成部分.我们把这样 的工厂,称为 全集成信息化 工厂. 工业自动化系统在经历了几十年的高速发展阶段后,软件 在一个自动化系统中占据的比重越来越高,控制系统的竞争力愈 来愈多地表现在软件层面.这一点从自动化厂商的产品形态、厂 商之间的并购行为、最终用户的关注点及自动化厂商投入研发经 费的投向等方面都能得到很好的验证.作者从几个方面分析了其 中的发展趋势及对自动化产业带来的影响,并强调应将软件视为 自动化系统的核心与灵魂.

1 信息化大潮下软件地位的上升趋势 在信息化技术快速发展的背景下,企业信息化随社会信息 化水平的发展而同步发展,各类 数字化工厂 、 智能工厂 等概念不断涌现. 这种企业 数字化 、 信息化 的主要特点:管理与控 制相结合、生产实时数据直接进入信息系统、不存在信息孤岛. 这样,企业生产要素日益朝集约化、集成化、一体化的趋 势发展,将生产过程控制、在线分析、实验室质量检测、能源管 控、产品储运、产品销售、设备健康检测、供应链管理等所有生 产要素集成为一个大的平台.这样可以做到信息的快速传递,将 信息的即时价值发挥至最大.如此工厂内部就形成了一个 大自 动化 平台.可以说,企业用户越是追求生产的精细化、管理的 精益化,对自动化及信息化的需求越没有止境.这样就给工业IT 界广大产品及服务提供商提供了发展机遇和进步的动力,即 两 化融合 发展的动力. 从生产企业内部来看,企业追求卓越绩效管理将会导致企 业的机构扁平化、专业细分化、生产制造敏捷化、企业行为市场 导向化、研发驱动式发展模式,这就需要一个高效的企业信息化 平台做支撑.在这个平台之上,能够将各个生产要素进行有效关 联的核心,就是软件,更确切地说是一个分布式软件平台.在这 个平台之上,可以实现全厂或集团级更高层次的集散式管控,全 集成信息化工厂将成为工厂的未来. 需要特别指出的是:不管是传输中的信息还是正在运行的 软件,都是为满足工厂的业务需求、为工厂的业务服务而存在和 优化. 这个软件平台可以实现工厂内部所有部门、工段的有效信 息沟通,对工厂内部所有部门提供有效的业务支撑,形成了有效 的信息传递、加工、决策平台.各级操作、管理人员在这个平台 之上可以对生产现场的各种情况进行有效操作、快速反应. 就像控制器中提供了一系列常规控制算法一样,全集成信 息化工厂的软件系统同样将工厂里面成熟的信息模型固定下来, 供业务层复用和调用,满足企业管理、运营的基础性需求,尤其 是跨部门之间的工艺过程数据处理. 这种自动、即时的计算代替了传统的人工数据处理,效率、准确度、时效性都得到了提高,管理人员将精力专注于计算 机不能处理的非常规计算和判断,以及KPI监视与改进. 畅想 自动化之未来十年 综述篇 33・综述篇・Overview Chapter 国际著名的自动化公司在这方面布局较早,如Honeywell的DCS产品从1998年就开始将Uniformance实时数据库节点引入到 DCS中,为后来推出的PKS平台及DSA架构奠定了基础. 全集成信息化工厂是一种模式,这种模式的核心思想是将 全厂的软件架构视为统一的一个系统,是一体化的系统.是一个 各子系统之间能够 自动 建立和恢复数据通信,子系统之间的 数据交换就像DCS控制站之间数据交换一样无缝化、自动化,并 且可靠、安全、稳定.