許多過(guò)程工廠仍然采用已經(jīng)過(guò)時(shí)的分布式控制系統(tǒng)(DCS)。隨著DCS逐漸達(dá)到其使用壽命，升級(jí)到新型自動(dòng)化系統(tǒng)勢(shì)在必行。

羅克韋爾自動(dòng)化過(guò)程技術(shù)顧問(wèn)MichaelVernak認(rèn)為，新型自動(dòng)化系統(tǒng)可提升過(guò)程性能。與早期DCS不同，它具備一系列最先進(jìn)的過(guò)程控制功能，能帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。

新型自動(dòng)化系統(tǒng)還允許非編程人員創(chuàng)建各種報(bào)表，以簡(jiǎn)單易懂的格式提供數(shù)據(jù)。

最主要的是性能優(yōu)勢(shì)

新型自動(dòng)化系統(tǒng)主要在以下幾個(gè)方面優(yōu)于早期DCS:性能、集成和成本。

例如，憑借新型自動(dòng)化系統(tǒng)，用戶可以通過(guò)多種方式增強(qiáng)過(guò)程控制。新型自動(dòng)化系統(tǒng)的基本PID控制算法比早期系統(tǒng)更為精細(xì)，響應(yīng)速度更快，可提升所有標(biāo)準(zhǔn)PID回路的控制。PID回路的自整定通常是內(nèi)置的，從而可為整定參數(shù)提供更好的初始值，還有助于不斷進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

除基本PID算法外，現(xiàn)代化的自動(dòng)化系統(tǒng)還包含其它調(diào)節(jié)控制選項(xiàng)，例如增強(qiáng)型PID和用戶自定義指令。增強(qiáng)型PID采用PID等式的速度型算法，即回路通過(guò)偏差的變化來(lái)更改輸出。用戶自定義指令(由用戶創(chuàng)建的自定義指令)用于封裝常用的功能或設(shè)備控制。

新型自動(dòng)化系統(tǒng)還具有基于模型的功能塊和模糊邏輯等內(nèi)置的高級(jí)過(guò)程控制(APC)功能。這些功能可用于創(chuàng)建用戶自己的APC應(yīng)用程序。這些工具的關(guān)鍵組件是標(biāo)準(zhǔn)的自定義功能塊，可使用多種方法將它們互連來(lái)開(kāi)發(fā)APC應(yīng)用程序。將標(biāo)準(zhǔn)和自定義APC功能塊相結(jié)合，用戶就能夠控制無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單PID或其它調(diào)節(jié)控制方法(例如，增強(qiáng)型PID或用戶自定義指令)調(diào)節(jié)到可接受水平的回路。

與早期DCS相比，新型自動(dòng)化系統(tǒng)具備增強(qiáng)的報(bào)警和事件處理功能。這可提高操作員績(jī)效，并為負(fù)責(zé)工廠運(yùn)營(yíng)分析和績(jī)效提升的工程師提供更有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

對(duì)報(bào)警處理的改進(jìn)包括能夠排定報(bào)警優(yōu)先順序，從而減少報(bào)警泛濫并更易于確定報(bào)警的根本原因。工廠人員可使用帶時(shí)間戳的報(bào)警和事件詳細(xì)列表分析過(guò)程干擾和其它異常狀況。通過(guò)此類(lèi)分析，可以更快速地確定根本原因，便于維護(hù)人員從源頭糾正問(wèn)題。

新型自動(dòng)化系統(tǒng)還允許非編程人員創(chuàng)建各種報(bào)表，以簡(jiǎn)單易懂的格式提供數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單易懂的報(bào)表有助于更好地了解工廠績(jī)效，更利于改善運(yùn)營(yíng)。使用早期DCS創(chuàng)建報(bào)表通常十分困難。

性能方面，與早期DCS相比，新型自動(dòng)化系統(tǒng)可減少故障的發(fā)生。此外，供應(yīng)商會(huì)不斷為其最新的自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品添加新的特性和功能，而這些新增內(nèi)容(特別是軟件相關(guān)的升級(jí))通?？梢缘蛢r(jià)甚至免費(fèi)獲取。

相比之下，早期DCS只能由一個(gè)供應(yīng)商提供簡(jiǎn)單的支持。早期DCS通?；谶^(guò)時(shí)的硬件和軟件構(gòu)建而成，因此要尋找支持人員十分困難。

可立即集成

由于新型自動(dòng)化系統(tǒng)采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換協(xié)議和接口(如EtherNet/IP和OPC)，因此可更加輕松地與APC等第三方應(yīng)用程序進(jìn)行集成。而對(duì)于早期DCS，集成時(shí)通常需要自定義編碼，還要購(gòu)買(mǎi)并安裝價(jià)格高昂的硬件通信網(wǎng)關(guān)。

與第三方應(yīng)用程序進(jìn)行集成可帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。集成可以使整個(gè)企業(yè)立即獲取數(shù)據(jù)。例如，最常用的一種集成方法是基于瀏覽器的訪問(wèn)，其中自動(dòng)化系統(tǒng)充當(dāng)Web服務(wù)器。用戶可通過(guò)任意瀏覽器訪問(wèn)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而無(wú)需在其PC或移動(dòng)設(shè)備上安裝軟件。

集成也可以使相關(guān)方獲取數(shù)據(jù)，對(duì)于不同的用戶組，訪問(wèn)級(jí)別也會(huì)不同。高層管理人員可能只希望查看某些高層級(jí)的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，而工廠工程師可能需要完全訪問(wèn)權(quán)限，包括更改自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)置的權(quán)限。

將第三方應(yīng)用程序與新型自動(dòng)化系統(tǒng)集成的另一優(yōu)勢(shì)在于，無(wú)需手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)。如果使用早期DCS，應(yīng)用程序間的集成通常十分困難且非常昂貴，因此需要通過(guò)手動(dòng)輸入的方式將數(shù)據(jù)從第三方應(yīng)用程序傳輸?shù)紻CS。從手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為以電子方式輸入數(shù)據(jù)可以降低勞動(dòng)力成本，并能提高準(zhǔn)確性以及數(shù)據(jù)交換速度。

新型自動(dòng)化系統(tǒng)還可與制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件集成，包括人機(jī)界面(HMI)、數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)程序及其它軟件包，如資產(chǎn)管理、報(bào)警和事件處理、數(shù)據(jù)分析、仿真、非線性回路整定、工廠績(jī)效監(jiān)控和縱向市場(chǎng)過(guò)程控制等。

這些專(zhuān)用軟件包都需要與自動(dòng)化系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，而且通常是以高速進(jìn)行交換。這些軟件包很可能基于PC，現(xiàn)代化自動(dòng)化系統(tǒng)的HMI也是如此。新型自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制器可能并不基于PC，但要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以便與基于PC的應(yīng)用程序進(jìn)行通信。

Vernak認(rèn)為，現(xiàn)代化的自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了對(duì)現(xiàn)代化通信硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)的支持。系統(tǒng)通常會(huì)具備多個(gè)以太網(wǎng)端口，支持EtherNet/IP和ModbusTCP/IP等協(xié)議。相比之下，早期DCS通常未配有以太網(wǎng)通信端口，而是依賴(lài)于過(guò)時(shí)的低速串行接口。

對(duì)多種通信協(xié)議的支持還有助于用戶充分利用智能儀表、分析儀、閥門(mén)、電機(jī)起動(dòng)器和變頻器。智能設(shè)備中包括一條高速雙向數(shù)字量數(shù)據(jù)鏈路(例如EtherNet/IP)，設(shè)備可通過(guò)此鏈路與自動(dòng)化系統(tǒng)交換多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。除過(guò)程變量外，智能設(shè)備還可傳送設(shè)備健康狀況、診斷及校準(zhǔn)的相關(guān)信息。反過(guò)來(lái)，自動(dòng)化系統(tǒng)可以向設(shè)備發(fā)送相關(guān)命令，進(jìn)行校準(zhǔn)和其它操作，如打開(kāi)或關(guān)閉智能閥。

早期DCS無(wú)法與各種智能設(shè)備進(jìn)行通信，尤其是在設(shè)備采用不同的通信協(xié)議時(shí)。很多情況下，還需要使用通信網(wǎng)關(guān)，這會(huì)增加解決方案的成本。

可節(jié)約成本

早期DCS通常無(wú)法使現(xiàn)代化過(guò)程工廠的運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。次優(yōu)的性能將為工廠增加許多成本，其中既包括如停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的成本等一些顯而易見(jiàn)的成本，也包括一些不太明顯的隱性成本。

例如，無(wú)法達(dá)到最大設(shè)計(jì)產(chǎn)量、質(zhì)量欠佳以及能源過(guò)度消耗等均為隱性成本。還有其它一些隱性成本，如對(duì)報(bào)警和事故的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以及對(duì)工廠運(yùn)營(yíng)和維護(hù)人員的需求過(guò)高。

現(xiàn)代化的自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以消除這些成本從而證明所需投資的合理性，而且還可帶來(lái)其它益處，例如可提升安全性、增強(qiáng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)水平以及實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)等。

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