自动化仪器仪表与控制系统现状及发展趋势
促进工业化的重要基础,一直缺乏国家或行业层面,全面系统规划和大规模的工作。
我国TC159全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会和TC124全国工业过程测量和控制标准化技术委员会在跟踪和采用国际标准方面做了不少工作,除派出专家加入国际标准的工作组直接参加国际标准的指定外,还及时地将重要信息模型标准转化为国家标准。有了这些建立信息模型的方法标准,后面需要做的工作室:宣传、贯彻、学习这些手法,用这些方法建立各认可的具有可互操作性的信息库,应用这些信息库服务于企业的自动化。
由于信息模型对于国内企业和工程师还是新事物,上述这些工作在初期还相当复杂,最重要的是我国制造企业较少主动提出信息化的需求,因此我国在这方面相对较落后,迫切需要引起重视。
(二)自动化仪表工程项目全局信息和全生命周期信息的整合
全局和全生命周期的信息化整合实际上是自动化仪表系统的全面可互操作性。可互操作性是分层次的,最基本的是过程控制机的互操作,即控制系统与现场仪表表层免的可互操作,向上一层是控制系统维护与生产设备诊断信息的可互操作,在高一层是企业管理信息的客户操作。全局信息化整合至少要实现全局信息的可互操作。
不同层级实现可互操作的技术和方法是不完全一样的。在控制系统与现场仪表层主要技术史:功夫块、EDDL(电子设备描述语言)、FDT/DTM(现场设备工具/设备类型管理器)、OPCUA(原OleforProcessControl,过程控制控制用对象链接和嵌入:现Openness,Productivity&Collaboration,开放、生产率和协作;企业管理层则部分借助于MES(制造执行系统)技术。全局信息整合至少要使企业各层之间的信息交换无障碍。
自动化系统工程师项目从论证一直到建成投产运行、目后大修维护,整个过程的每个阶段会产生许多技术文件,各阶段的文件又有很强的关联,而且这些文档现在都以二进制形式存在计算机里。涂过各阶段采用统一的信息模型,那么下阶段的文件相对上阶段就可以有很好的继承性。例如,在项目的工程设计阶段就会编制控制逻辑配置图,如果使用了统一的信息模型,那么到开车调试阶段就可以直接用这个图对系统进行组态。全生命周期信息整合就是要实现系统各生面阶段之间可互操作,
这样的信息化整合方案是由仪表的用户提供的。仪表的用户企业由于贴近生产过程,贴近应用,一些用户组织对自动化仪表的应用提出许多要求,制订了一些团体标准。现在他们逐步地将这些团体标准转化为国家标、欧洲标准或国际标准,如IEC61242过程控制工程的表示方法——对P&I图和P&ID工具与PCE-CAE工具之间数据交换的要求和IEC61987的若干部分(P&I,管线工程与仪表装置;P&ID,管线工程和仪表装置系统图;PCE,过程控制工程;CAE,计算机辅助工程)。
自动化仪表工程项目全局、全生命周期的信息化整合式一个漫长的过程,近两年IEC62424标准的推出是发展中的一个重要标志。
我国一直有研究机构在跟踪全局、全生命周期的信息化整合技术的发展方向,当有关标准文件由技术团体提交国际标准化组织,TC124会很快安排专家加入起草工作组,这种跟踪已经持续多年了。同时TC124还及时将出版的国际标准转化为国家标准。
全生命周期的信息化整合的概念对我国工程师还比较新,虽然一些工程项目中用了可以进行全生命周期的信息化整合的工具软件InTools,但人们还只是将它置于某个生命阶段。
我国对自动化仪表在系统运行过程中的信息整合做的很不够,及时用了现场总线智能仪表,数据通信业仅仅起替代传递的功能。产生这种情况的原因,一方面是我国用户对企业信息化的需求并不迫切;另一方面我们缺乏符合我国各行业实际情况的、有效的信息化整合软件。自动化仪表工作者对信息化可以做什么了解不够,而用户对信息化有什么好处不清楚,对怎么做更提不出要求。这些因素影响了信息化整合技术的发展。
有人认为以数字化、网络化为代表的智能仪表发展有三个阶段:第一阶段是数字化现场总线智能仪表替代模拟仪表,重点是发挥节省安装费用、提高仪表性能的作用;第二阶段是工程和仪表的全局信息和全生生命周期信息的整合,实现信息化,重点是提高项目工程的管理水平和运行效益;第三阶段是以无线通信仪表为重要特征,实现所谓“无所不在的测量、无所不在的网络、无所不在的计算”,
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