RT工业自动化控制系统V2.0

RT工业自动化限制系统V2.0

随着科学技术的发展，机械设备的自动化程度越来越高，不仅减轻了

工人的劳动负担，提高了企业的经济效益，还极大地加快了社会的

工业化进程，促进了国家的城市化。如今，随着企业竞争的加剧以及

市场需求的变更，各个国家都加大了对自动化技术的研发力度，新设

备、新技术以及新工艺层出不穷。本文将从数字程序限制技术、PLC

设备、工业以太网等方面探讨计算机技术的发展对工业自动化的影响。

WabdbntSAP*3SIKUTKIT

SIMATICPCS7iWgQQ

Takesyoubeyondthelimits!=■HO

OfACdLAN

ineerwigOSCMfltSSMECBATCHSINTIC

ionRovWControlfT^MMwork

CltenttCtmporwnbfl

SIMATK

PCS710(1

'I隼甲镇十七

indv(trialEthernet

AS417/S414H

AS416

P^OflBUS呷AS414■

illH2O0M

△蜀7印尔T

6R

-Tit

1疝si

,IM・-I-

Zoo®2VUrtc

%Ce-FFLhk

口嚣1自冲H

a?

1概述

工业生产过程自动化系统经过长期不断的发展，特殊是在充分利

用计算机技术的基础上取得了很大的进步，在生产过程中已发挥其重

要作用，成为生产过程平安，稳定，自动化运行不行缺少的工具。

以微处理器为核心的自动化系统，从70年头简洁PLC（可编程序

逻辑限制器）发展到今日的PLC系统，和从起先仅代替模拟调整系统

的DCS,发展到今日融合PLC和DCS及计算机功能为一体的所谓三电

一体化的DCS系统。作为今后工业过程自动化的发展趋势，国家计委

高技术产业发展司于2000年3月15日印发了《工业过程自动化高技

术产业化重大专项实施方案》，该《实施方案》指出:专项拟支持以下

几个方血：

(1)工业过程自动化新一代主控系统及其综合自动化的开发和产

业化，主要包括集散限制系统(DCS),现场总线限制系统(FCS)和以工

业计算机为基础的开放式限制系统等。重点支持若干具有工业过程综

合自动化系统产业化实力和开放实力的企业，发展具有市场竞争力的

产品，同时适当支持建设工业过程自动化的工程化验证环境与开发实

力。

(2)先进限制与优化软件开发与产业化，主要包括先进限制技术，

过程优化技术，实时监控软件平台，信息集成软件平台，系统集成技

术等，专项将重点支持上述具有特色和市场价值的系列软件的产业化。

(3)智能仪表，执行器与变送器，成套专用限制装置和成套专用

优化系统的开发与产业化。

就第⑴点而言，特殊强调了“工业过程自动化新一代主控系统及

其综合自动化的开发和产业化。其“综合自动化”就是要打破传统的

计算机、PLC、DCS的分工界限，构成有机组成的三电一体化的综合

自动化系统。自从我们1984年提出“三电一体化的综合自动化系统”

的观点以来，十几位来的事实证明这种预料是正确的。促成这种转变

的动力是科学技术的发展，是计算机技术、网络技术、数据库技术、

显示技术及多媒体技术的发展，而这种发展并没有停止，并涵盖着更

多更广泛的内容，如语音技术、有线和无线通信技术，Web信息服务

技术等。所以，当今“综合自动化”的内涵有着更深刻、更广泛的含

义，甚至可以包涵我们工作，生活的各个方面。

2生产过程自动化系统和生产管理系统的融合

在IS。的六层功能模型中，把从检测、执行、驱动到公司（总厂）

一级的限制和管理共分成六层功能。构成这种多层功能结构的动身点,

是按工厂经营、生产管理、限制功能的划分，而不是按限制和管理计

算机系统硬件结构来划分的。只不过过去，特殊是七十年头和八十年

头初，由于当时计算机技术和网络技术的限制，以及计算机系统设计

人员理解的不充分，长期以来，把工厂的计算机系统按六层功能模型

相对应的分成六级计算机系统的多层次结彻。

随着计算机技术和网络技术的发展，越来越暴露这种多层次计算

机系统在数据采集，管理，数据和学问的共享，硬软件资源共享，数

据通信，软件开发等等中的各种弊端，特殊是在设备限制，过程限制，

生产限制之间。以至很早就有人提出管控一体化，或者限制系统就是

管理系统的观点。美国西屋过程限制的WDPFOvation系统就是基于

这种观点开发的，可以预料今后更多的工业过程自动化系统将会朝着

这个方向发展。

的硬件系统设备捆绑在一起的，即某一制造商的PLC或DCS的开发工

具软件，只能在该制造商供应的硬件上运用。对于运用多种PLC和

DCS的用户就要熟识和驾驭多种PLC和DCS的硬件和软件，运用户要

投入大量人力和财力，当更换新的第三方的PLC和DCS时，就得重新

进行人员培训，造成人力资源极大的奢侈。同时也使具有高技术含量

的开发工具软件的销售受硬件设备销售的制约。

在开放式工'业计算机系统日渐成熟的今日，有的PLC和DCS制造

商，为了充分发挥其在PLC和DCS开发工具软件上的优势和技术储备

及潜力，最大限度的爱护用户在软件人才和资源的投资，提高其在市

场上的竞争力，提出了“软PLC”和“软DCS”的设想和起先实现。

其目的是使其开发的PLC和DCS的软件工具与系统硬件设备分别，可

以装载在各种开放式工业计算机系统的硬软件平台上，不仅便利了用

户，而且也解除了硬件设备对制造商软件销售和发展的制约。这种变

更不仅符合我国以开放式工业限制计算机系统为工业过程自动化新

一代主控系统，开发实时监控软件平台和信息集成软件平台等重大专

项实施方案所支持的工业过程自动化的开发和产业化的方向，也将会

带来工业过程自动化用户从设计，运用，维护的变更，这不得不引起

我们留意，特殊是PLC和DCS开发和制造业的留意。

CRP041P0SDIMICPI(RVICP

ioICRvnCK

CRPI40PISDOM1CN

CRP23912ICRMks"

P2SDCKMBS

CRl>33sF,

CRP4V；P3II1(RV1ONO_1£_LG

P4MONO

CRP?"

%。P511Tl-

(RP6rfVoLLIIkNlKD

13ICRLI'T

T___CR34P7LINL

|&ICRAO4428ICRSPOPGNDA

A0SPOP

3*t""°ICRRDB4sSPON26ICRSPON

ICRWRB42RDBISICRHPOI

WRBSPISHOPL

ICKCSB431SICRHPQR

CSRSCSHPORCII弁，

ICRIRQ48JMB

1(RRSTB472：fRLOUT!

RSTRLOUT!△ICRL(KETZLf'

ICRMD48LOtTR丸■

MD220pF

ICRCLK3133ka

CLKEQIJIICREQ2

2EQ2

TEST2EQ3

3

TEST3

1TEST4TES13029ICRV1B

cKRLLD

6TEST5TEST29

TEST6】6ICRVREFLED?XX

VRURyJgICRLED

rz*wI1_____LVD33O3.3V

V[o?ll»F330Q

VDDIO155V-VDD\DDA3045V[<)_IKooAI。"F.M

5Ui1T7R：L1ED//

VDI)1O=I55V-VDD、DDA=30T5Vj]ICRVIR

8

GNDDGNDAGNDA330O

33GNDDGNDA

40

GNDD

LD332OGNDA

4生产过程限制和管理软件的融合

在上述发展趋势的推动下，集过程自动化和信息管理的集成

化软件也应运而生，软件集成的功能也日益丰富和增加。Wonderware

公司的套装化软件FactorySuite2000就是满意这种要求开发和集成

的。它是从工厂底层，从操作员起先，以一个从下到上的层次结构为

生产制造管理系统供应信息，与ERP、MES、EAM等相结合的，从下

到上的生产制造和工业自动化限制系统IBMS工业自动化系统（DMS

综合管理软件)，从而根本上变更了制造业用户开发应用程序传统的

观念和方法。

DMS管理服务端包括如下的核心软件：

DMS客户端设计模式:过程图形化软件

Twin<MQI«v(y>

DMS客户端资源管理和WIP(WorkinProcess)跟踪软件

T»e>IBS

K«H•■・

Ma-M

•~JIa«ni>，■:加

9・IUg-3vrt<i«

<•«r*»■eW«VB

*V“

・

MtMIMIIIttW

・I4aom9Dte)zfl«•

S♦c

ItgW

・tz1

“iagi<w

Jt-ufl:BI

Mi«-<n-ai>・1

・■■ii・I

■MWh*u*“W

•••Mi-otgIIW

*V

atsvr■*

MMI.

.

sa

i

iMM'

sI

st

IndustrialSQLServer:实时，关系型工厂数据库

DMS管理:基于PC机的过程限制软件

DMS管理:柔性批处理管理系统

*0❷0

I/OServer和OPC程序库:具有750多个I/O驱动程序和OPC

客户程序，连接各种PLC,DCS,RTS,现场总线，回路限制器，测量

设备，条码阅读机等设备。

FactorySu