集成体系架构的发展,是近几年来自动化技术和自动化市场的一个大趋势。随着市场竞争日趋激烈,生产制造业在挖潜增效的驱动下,要求自动化技术提供一揽子解决自动化控制和生产管理、执行等信息系统的全集成解决方案,而不再是plc或dcs的自动化孤岛和信息孤岛的陈旧模式。作为现场设备控制底层的系统,plc的发展,特别是其软件的发展,必须适应这样的宏观趋势。这就是说,现代plc除保持传统plc的固有属性之外,必须根据现代自动化技术和市场的发展趋势,从作为自动化的一个单纯执行某种控制任务的孤立单元,进一步提升为制造信息和设备健康状况信息的提供者,为生产全流程的控制和管理提供基本的原始数据。换言之,从企业的生产管理全局的角度看,现代plc在执行必要的基础自动化功能之外,还必须满足网络集成的基本要求,甚而为满足数据集成提供基本条件。这是因为,经过十几年的探索和实验,从理论和实践上证明了制造业扁平化的erp(企业资源计划)、mes(制造执行系统)和pcs(广义过程控制系统)三层架构模型进入了大规模、全方位的应用时期。这也因为,当今自动化技术发展,已经从技术层次和认识层次两方面打破了将工业控制领域划分为电气控制(包括传动控制、逻辑和顺序控制)、过程控制、运动控制等多专业范畴的界限,从而为建立统一的工程设计和组态平台打下了基础。这还因为,在经济全球化大趋势的推动下,从上世纪80年代开始到现在,在国际产业界长期共同追求和努力下,开发和制定了许多自动化和信息化的国际标准。由于这些包括工控编程语言、公共组态环境等工程环节;现场总线、工业以太网等通信网络环节;数据交换接口、控制和企业管理信息集成等环节的标准化,使一系列国际标准的制定和推广应用取得了丰硕的成果,形成为普遍的共识,从而为自动化集成体系架构的发展和日趋成熟奠定了标准化基础。这里要特别要提到的有:iec61131-3工控编程语言标准,xml可扩展标记语言纲要,iec61158、61499、61784、61804等现场总线和工业以太网国际标准,isasp95(iec62264)企业与控制系统集成标准,isasp88批量控制标准,过程控制用数据交换接口规范opc,等等。在上述三方面因素的共同作用下,自动化全集成体系架构开始崭露头角。而这种趋势的形成又是自动化主流公司在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面深厚积淀的基础上,通过整合集成,谋求实现管控一体化的必然产物。那么,什么是自动化集成体系架构发展的指导思想呢?cpas创导全厂控制和统一工程设计和组态环境协同过程自动化系统模型是著名咨询集团arc提出的在erp、mes和pcs三层结构中,作为自动化设备制造公司和工程公司应对的一种最佳解决方案,参见图1。cpas把pcs和mes的功能性和具体实现所必需依托的网络技术、技术标准及它们之间的相互关系,完整清晰地予以概括。cpas倡导全厂控制(in-plantcontrol)的概念,用一个平台提供工厂所有必须的控制功能,摒弃长期以来由plc和dcs分担离散控制和过程控制的功能划分。
同时,还倡导用一个统一的工程设计和组态环境,解决所有的电控、仪控、计算机控制和<spanlang=en-us>hmi(人机会话界面)、scada(远程监控)的设计和组态,乃至开车调试投运和运行管理维护所需要的工程问题。cpas明确指出,支持底层和设备自动化的网络技术是现场总线,支持工厂和企业的管理信息网络是基于以太网的技术。