【概要】本文介紹了在連續的過程應用中，如何使用集成架構搭建滿足用戶需求的過程控制系統，這種工作以前是由設備供應商或者系統集成商來完成的，現在用戶可以按照本文給出的原則，可以自己設計系統，使得系統的規劃更自主、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 集中式系統 獨立式系統
Key words: Integrated Architecture Distributed System Centralized System Independent System

       自動化系統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、協同的角色。商業能力，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）需要緊密聯系正確的信息，使企業的整體性能最大化。

       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 不同的系統架構滿足不同的需求

集成架構過程系統的優勢
        ?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，使用商用、市售（COTS）、經過證明的自動化組件。
        ? 業界領先的合作伙伴，諸如：E＋H、OSIsoft，使用開放標準，確保集成能夠容易地實現。
        ? 單一開發環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擴展。
        ? 與外部的商業系統、生產系統和維護系統采用標準格式的信息交換。
        ? 面向系統、客戶工程服務、有經驗的集成商和生命周期優化。

1．可伸縮、多語言、信息化的系統，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，使傳統老系統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（DCS）、混合控制系統（HCS）、或標準的可編程控制器系統（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。
        ? 用于單元控制的獨立系統架構；
        ? 用于區域控制的集中化系統架構；
        ? 用于廠級和企業運行的分布式系統架構。

        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。系統的靈活性非常高，用戶可以從一個小（獨立）系統開始，在任何時間擴展，不斷增加到滿足需要的系統為止。

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、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組件的角色。

        等級0－系統組件為實際的現場設備，包括儀表、執行器、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行，這級還包括本地儀表和設備的診斷。
        等級1－系統組件是連接和控制現場儀表與設備的接口。這些系統組件包括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。在這個等級執行I/O處理、PID調節和先進控制、互鎖和聯鎖、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）創建和管理控制策略 與基本系統組態。
        等級2－系統組件（典型為軟件）是加載到專用工作站和提供系統的監督控制。這個等級包括進行監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、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－系統組件（典型為軟件）是工作站提供生產管理和性能監視（制造運行）。這個等級包括實現制造級工作站和監督組件之間的通信。在這個等級，管理的功能有：區域、生產線和單元的排產；通用系統維護；資產管理；生產模擬；性能分析、報告和優化。生產（工程）工作站（PWS）用來管理和組態系統的制造運行。
        等級4－系統組件典型為在本地訪問外部業務部分和生產計劃功能。這個等級要連接ERP系統，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務計劃。