【概要】本文介紹了在連續(xù)的過程應用中，如何使用集成架構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備供應商或者系統(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.
【關鍵詞】集成架構 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)的擴展需要從一個封閉的、本地的、以控制為中心的方式轉換成一種開放的、廠級的、以業(yè)務為中心的方式。這需要自動化的解決方案，在管理生產和保持績效同時，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：供應鏈管理、庫存控制、質量管理、和其他關鍵性能指標（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支持各種過程應用，從有操作員界面的簡單、本地應用，到包括所有過程設備、材料存儲、人力資源控制與優(yōu)化的復雜應用，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)架構滿足不同的需求
集成架構過程系統(tǒng)的優(yōu)勢
?開放的過程應用平臺，包括流程和批處理控制，集成了全廠范圍的離散量、驅動器、運動控制和安全控制。
? 用于過程應用的全集成系統(tǒng)，使用商用、市售（COTS）、經過證明的自動化組件。
? 業(yè)界領先的合作伙伴，諸如：E＋H、OSIsoft，使用開放標準，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、結構化文本、順序流程圖和梯形邏輯。
? 靈活、可伸縮的架構易于進行系統(tǒng)擴展。
? 與外部的商業(yè)系統(tǒng)、生產系統(tǒng)和維護系統(tǒng)采用標準格式的信息交換。
? 面向系統(tǒng)、客戶工程服務、有經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)，廠級自動化與先進過程控制的解決方案
羅克韋爾自動化把集成架構用于過程控制，使傳統(tǒng)老系統(tǒng)進化成一種新的流程標準，同時還了完成廠級的控制。其結果的功能性已經超出了原來的分布式控制系統(tǒng)（DCS）、混合控制系統(tǒng)（HCS）、或標準的可編程控制器系統(tǒng)（PLC）。使用了集成架構，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的經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；
? 用于區(qū)域控制的集中化系統(tǒng)架構；
? 用于廠級和企業(yè)運行的分布式系統(tǒng)架構。
羅克韋爾的很多技術嵌入進了FactoryTalk的服務和應用，與Logix控制平臺相配合（包括NetLinx 和View技術）組成了集成架構，提供了先進的過程控制，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，可以參考在自動化和信息技術中常用標準中的等級，諸如：ISA-95。這些等級定義了企業(yè)、工廠、控制域之間的接口。在集成架構中，使用等級概念可以幫助我們理解相關功能的實施和系統(tǒng)組件的角色。
等級0－系統(tǒng)組件為實際的現(xiàn)場設備，包括儀表、執(zhí)行器、驅動器和安全設備。這個級包括了：DeviceNet、FF、Profibus、HART等總線設備。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)場儀表與設備的接口。這些系統(tǒng)組件包括Logix控制器，I/O模塊、控制網絡通信接口。這個等級還包括到現(xiàn)場總線的連接設備和任何由Logix控制器支持的I/O產品。在這個等級執(zhí)行I/O處理、PID調節(jié)和先進控制、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調節(jié)、先進控制和批處理控制進行交互，還進行批處理的管理。
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、生產線和單元的排產；通用系統(tǒng)維護；資產管理；生產模擬；性能分析、報告和優(yōu)化。生產（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)務部分和生產計劃功能。這個等級要連接ERP系統(tǒng)，諸如：SAP或者Oracle，用于及時的供應鏈管理，庫存管理、維護計劃和其他重要業(yè)務計劃。
