2008年跨国公司自动化集成体系架构方案研究

2008年跨国公司自动化集成体系架构方案研究在当今的IT时代，生产过程自动化不仅是把它作为操作和运行生产工艺的工具，随着市场竞争不断加剧，在挖潜增效驱使下，要求自动化技术将过程信息和整个集团的生产管理、执行等信息系统全集成在一揽子解决方案中。在这种趋势下，全球有影响力的控制系统供应商纷纷推出自动化全集成架构，如：施耐德电气（Schneider）的透明就绪（TransparentReady）方案、西门子（Siemens）的全集成自动化（TotalIntegratedAutomation）、罗克韦尔（RockwellAutomation）的集成架构（IntegratedArchitecture）、ABB的工业信息系统（IndustrialIT）、三菱（Mitsubishi）的可视化工厂（e－Factor）、横河电机（Yokogawa）警醒的工厂（VigilantPlant）、英维思过程系统(InvensysProcessSystems)的企业控制系统(EnterpriseControlSystem，ECS)、菲尼克斯（PHOENIXCONTACT）的AutomationWORX等。自动化全集成体系架构推出仅三四年，但发展速度引人注目，这是由于处在自动化技术发展的大背景中：（1）市场竞争要求自动化技术不再仅仅是提供PLC或DCS的局部控制模式和独立的信息体系，而要求将自动化控制和生产管理、执行等信息系统全集成在一起的新的控制模式。（2）企业过程管理与控制系统体系结构发生了本质性的变化，工业自动化的金字塔模型已由原来的五层结构简化为三层：即企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）与过程控制系统（PCS）三层，它们分别起着计划层（制定生产计划）、执行层（实施生产管理与质量控制）和控制层（实现逻辑、闭环和过程控制等）作用。生产过程借助于MES进行集成与协调控制，通过工厂的信息管理系统（PMIS）、产品规范管理系统（PSMS）、物流管理系统、设备管理系统、实验室和化验室的信息管理系统、生产定单的管理系统以及详细的生产过程和生产运营记录系统，使得制造业的信息不仅具有很好的计划系统，还能使计划落实到实处，最终实现操作过程自动化，使生产更有序、更经济，既提高生产效率，又节约成本，也提升了公司竞争力。根据中国自动化行业门户网站――自动化网（）和自动化行业品牌研究室近两年发布的“2007年度自动化行业品牌影响力排行榜”和“2006年度自动化行业品牌影响力排行榜”，ABB、西门子分别荣获2007年自动化行业集散控制系统（DCS）、可编程控制器（PLC）领域的全球第一品牌（2006年的排名则是：DCS领域第一品牌是西门子；PLC领域第一品牌是ABB），菲尼克斯（PHOENIXCONTACT）连续两年荣获自动化行业现场总线领域全球第一品牌，因此这里选取以上三大在自动化技术领域知名的跨国公司的自动化集成体系架构方案进行研究（见表）。表三大跨国公司自动化集成体系架构方案公司名称公司简介自动化集成体系架构方案ABBABB是电力和自动化技术领域的全球领导厂商，致力于为工业和电力行业客户提供解决方案，以帮助客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响。ABB集团的业务遍布全球100多个国家，拥有111000名员工。工业IT系统（IndustrialIT）ABB的工业IT系统（IndustrialIT），是融传统的DCS和PLC优点于一体的新一代开放式控制系统，全面支持现场总线技术，系统采用全局数据库技术，实现全局一体化编程。系统网络包括现场控制层和中央监控层。基于AspectObject（属性目标）技术，ABB公司推出IndustrialIT系统。该系统以AspectIntegratorPlatform为平台，通过一系列的IT组件构成全集成的综合自动化管理系统，从基础自动化到业务流程、从工厂设计到运行维护以及从基础管理到生产监控。OperateIT－提供生产过程关键信息的显示和操作的硬件和软件，支持人工触发或事件触发，可以设在现场，也可设在控制室；ControlIT－工业自动化和控制组件，支持逻辑控制和回路调节，专用控制算法和综合控制软件；EngineerIT－支持工厂整个生命周期的有效工程，包括EngineeringStudio，ControlBuilder，FieldbusBuilder，以及其它一些有效工具；InformITInformationManager－系统所有方面的各种生产数据的安全、长时间存储和存取功能，该组件与OperateITProcessPortal无缝集成来支持操作工的操作；ProduceITBatch－综合配方管理和批处理控制软件；OptimizeIT－设备和过程优软件；IntegrateIT－在线运行组件和工具，有效支持新应用开发或集成已有功能；SupportIT－用户支持的一系列产品和服务，包括备件、维修、升级和培训等；ConsultIT－工业自动化产品咨询，包括帮助用户成功计划、执行并详细实施IndustrialIT项目的技术和经验等；FieldIT－用来实现从现场到董事会办公室的信息集成的现场设备、网络设备和软件。ABB的IndustrialIT集成生产、企业资源和信息技术，将IT技术结合工厂、过程、设备到最终产品，实现企业高效运行。西门子西门子是世界上最大的电气和电子公司之一，公司业务涉及工业、能源、医疗三大领域以及跨领域业务，2007财政年度公司总销售额为724亿欧元，在全球共有员工39.8万人。西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。作为自动化和驱动领域的世界先驱，A&D目前拥有70500多名员工，遍布193个国家，在2006/07财政年度（截止到2007年9月30日）接受订单达168亿欧元。自动化与驱动集团可在生产自动化、过程自动化、楼宇电气安装和电子装配系统领域提供多种创新、可靠、高效和优质的产品、系统、解决方案及服务。该集团的产品和服务广泛应用于钢铁、机械、金属、食品、饮料、包装、汽车、电力和化工行业。全集成自动化（TIA）全集成自动化（TotalIntegratedAutomation，TIA）是西门子自动化系统技术与产品的核心思想与主导理念。TIA集高度的集成统一性和前所未有的开放性于一身，标准化的网络体系结构、统一的编程组态环境和高度统一的数据集成，使TIA为企业实现了横向和纵向的信息集成；领先的通讯标准，基于组件的自动化技术与IT集成，使TIA对全球自动化市场的产品和服务范围真正开放。TIA革命性地囊括了“制造”与“过程”领域的众多知识与经验，为生产线提供了一种优秀的解决方案。对用户而言，在整个生产过程的生命周期中，以S7系列PLC为核心的TIA技术有助于企业实现生产力的最大化。从最初的规划与设计，工程的实施，到安装与调试，运行与维护，以至于系统升级改造，TIA使企业在整个生命周期中获得最高的生产力和产品质量，并显著降低项目成本。此外，TIA还能大大缩短产品上市和系统投入运行的时间，从而全面增强企业核心竞争力。全集成自动化（TIA）是基于网络化的“平台”理念，通过共同的数据管理、共同的通讯以及共同的工程设计环境，实现无缝的互操作性和透明性，使整个产品生命周期――从设计和工程组态、安装与调试、运行、维护，直至现代化升级和改造――得以充分优化，其解决方案涵盖了生产制造的全过程。全集成自动化（TIA）技术成功地实现了整个自动化系统在生产过程中的横向和纵向的集成，能够确保减少工程成本，提高生产率，降低产品生命周期成本，能满足当今世界对生产成本优化所提出的要求。因此，全集成自动化（TIA）是目前业内理想的工业自动化解决平台。菲尼克斯菲尼克斯电气是电气连接和电子接口领域，及工业自动化技术领域的世界市场领导者。公司总部位于德国中部的东威斯特伐利亚区。1923年成立以来，公司已发展成为全球型企业。德国的四个生产基地和五个全球制造工厂形成了公司完善的生产网络。菲尼克斯电气的业务范围主要由以下5个部分组成：工业连接技术、设备连接技术、防雷及电涌保护技术、电子接口产品和自动化系统。2007年，菲尼克斯电气集团拥有雇员超过9300名，实现销售额10.72亿欧元。现在菲尼克斯电气已成为其业务范围内的全球各主要市场的领导者之一。AutomationWORXAutomationWORX是菲尼克斯电气工业自动控制系统的注册商标。AutomationWORX是立足以太网的自动化集成解决方案，它建立在以太网和现场总线基础上的一个开放而灵活的通信平台，在这个平台上可以非常容易地建立起适应工业应用的各种自动化方案。AutomationWORX系统方案集成有PROFINET以及标准以太网协议TCP/IP，以提供高性能的以太网通信。AutomationWORX系统，通过PROFINET进行过程数据的交换并且满足使用分布式控制方案最高要求。ROFINET是符合现代自动化需求的工业以太网技术标准，是面向未来的全面的工业通信体系。AutomationWORX采用工控机作为控制平台，使用通信与控制一体化的软件实现了现场总线的传输网络。该控制系统结合具有国际实时工业以太网标准的PROFINET技术，将各种现代通信技术成功地应用在工业控制领域中，实现了生产制造过程的高效率。