1  工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統的發(fā)展

　　20世紀60年代以前，以經(jīng)典控制論為基礎，開(kāi)發(fā)并應用了常規自動(dòng)調節儀表，完成設備級的自動(dòng)化，控制要求是安全平穩，控制系統簡(jiǎn)單獨立；60年代到80年代，以現代控制理論為指導，大規模的分散式控制系統得以廣泛應用，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，自動(dòng)控制的要求是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗；90年代以后，在控制理論應用中出現了許多交叉學(xué)科，如控制論、信息論、系統論、智能論、協(xié)同論等。新技術(shù)不斷出現，控制系統大都是以計算機網(wǎng)絡(luò )為核心的綜合自動(dòng)化系統，廣義自動(dòng)化的概念隨之產(chǎn)生。廣義自動(dòng)化可以認為是工廠(chǎng)自動(dòng)化、企業(yè)自動(dòng)化或管理自動(dòng)化。其要求是滿(mǎn)足綜合性的指標，如市場(chǎng)預測、生產(chǎn)快速響應、柔性生產(chǎn)、創(chuàng )新管理、提高企業(yè)效率、增強企業(yè)市場(chǎng)競爭力等。

　　自動(dòng)化理論和自動(dòng)化系統的發(fā)展，給人們帶來(lái)了許多觀(guān)念的變化。傳統自動(dòng)化的對象是工廠(chǎng)全自動(dòng)化、無(wú)人化的境界，而綜合自動(dòng)化或廣義自動(dòng)化，希望達到企業(yè)系統和人的和諧統一，人包括企業(yè)的組織機構成為了自動(dòng)化的重要組成部分。企業(yè)內各種網(wǎng)絡(luò )、通信技術(shù)、平臺、數據庫，要在遵循各種公開(kāi)、開(kāi)放的標準下統一起來(lái)。自動(dòng)化的范圍也從傳統的僅僅考慮個(gè)體、設備、生產(chǎn)過(guò)程到現今的全廠(chǎng)范圍內的對象、效益，包括企業(yè)的資產(chǎn)優(yōu)化、商業(yè)運作、供應、客戶(hù)服務(wù)等。

　　企業(yè)信息化，即利用企業(yè)所能獲取的信息，通過(guò)信息處理和信息分析，作出正確及時(shí)的判斷，從而采取正確及時(shí)的措施，確保企業(yè)各種任務(wù)指標的完成。隨著(zhù)現代社會(huì )從工業(yè)時(shí)代發(fā)展到信息時(shí)代的今天，企業(yè)信息無(wú)處不在，企業(yè)所面臨的問(wèn)題是如何從大量信息中提取、鑒別和應用信息，把它變成有價(jià)值的知識。

　　今天的廣義自動(dòng)化系統、綜合自動(dòng)化系統，不僅已經(jīng)形成了企業(yè)內生產(chǎn)設備級的信息集成，為企業(yè)信息化平臺提供了堅實(shí)的不可或缺的基礎，而且也為企業(yè)資產(chǎn)管理、計算機維護系統，企業(yè)實(shí)時(shí)信息數據庫、生產(chǎn)調度等提供了全面支持。

2  廣義自動(dòng)化系統為企業(yè)提供設備信息集成

　　企業(yè)內的信息集成，是每個(gè)企業(yè)都夢(mèng)寐以求的事。但現實(shí)中，將企業(yè)中各個(gè)信息技術(shù)系統集成，使之成為越來(lái)越大的系統可能會(huì )產(chǎn)生許多問(wèn)題并冒較大的風(fēng)險。系統復雜時(shí)，人們想要在需要的時(shí)間內找到當前所急需的信息變得越來(lái)越困難。例如在成千上萬(wàn)個(gè)數據群中，要求到某個(gè)具體閥門(mén)的維修數據或在某一生產(chǎn)批量中找出一個(gè)質(zhì)量數據，要及時(shí)滿(mǎn)足這樣一個(gè)非常具體的要求就很不容易了。如果采用簡(jiǎn)單的做法，按歷史時(shí)間軸線(xiàn)去尋找，或按標準進(jìn)行分類(lèi)這種普通的方法是無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)日益嚴格而且迅速的要求的。

　　ABB公司的工業(yè)信息技術(shù)平臺800xA的核心技術(shù)―對象屬性技術(shù)，解決了信息集成、信息處理的難題。首先將企業(yè)中的信息按照設備對象進(jìn)行分類(lèi)，并加以組合。這些對象可以是設備，如機器、閥門(mén)、變送器、開(kāi)關(guān)、電機或傳動(dòng)設備等，也可以是工廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品、汽車(chē)、甚至電力，還可以是無(wú)形的物體、銷(xiāo)售定單或加工產(chǎn)品質(zhì)量，或某一產(chǎn)品的加工秘訣。對于每一個(gè)對象與之相聯(lián)系的是它的屬性，即相關(guān)信息。舉一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)際應用的例子：在A(yíng)BB的800xA操作屏幕上對于閥門(mén)對象按鼠標右鍵，屏幕上會(huì )出現一個(gè)菜單，顯示了所有與該對象相關(guān)的屬性，這些屬性即信息可以包括設計圖紙、控制圖、維修保養記錄，位置圖，質(zhì)量信息、操作手冊等。選擇所需的屬性就馬上得到所需的屬性，屬性的形成雖是多種多樣，如Word，Excel，Acrobat，ACAD，Database等。但使用者不必關(guān)心系統如何連接這些應用，都是自動(dòng)實(shí)現的。通過(guò)對象屬性技術(shù)可實(shí)現信息的集成、分類(lèi)、處理，以滿(mǎn)足用戶(hù)對信息的需求，獲取時(shí)間和獲取速度。

　　工業(yè)信息技術(shù)平臺史無(wú)前例地實(shí)現了企業(yè)內單一系統平臺，將所有現場(chǎng)存在的企業(yè)需要的實(shí)時(shí)信息的集成。真正實(shí)現了準確的時(shí)間，合適的人，在適合的地點(diǎn)，獲得所需的實(shí)時(shí)信息要求。在工業(yè)信息技術(shù)平臺中，不同的人可以從不同的信息結構中獲得信息，例如，操作工從工藝過(guò)程的結構中獲取信息，維護工可以從物理位置結構中尋找資源，而控制工程師可以通過(guò)計算機系統結構判定系統工作狀態(tài)?，F場(chǎng)人員關(guān)心流量、溫度，而管理者關(guān)心產(chǎn)品、能耗、成本等。這些信息都在工業(yè)信息技術(shù)平臺中隨時(shí)、隨地獲取。只是簡(jiǎn)單地按鼠標右鍵選擇所需信息，即獲得此信息。對于信息的及時(shí)獲取，對每一決策人員提供了快速準確的判定條件，縮短決策時(shí)間，對于操作工來(lái)講，提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量、增加效益；對于管理者來(lái)講，則可占盡市場(chǎng)先機，提高企業(yè)競爭力。

3  工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統的新特點(diǎn)

3.1 自動(dòng)化系統總包商（MIV，MAV，MICC）

　　在當今的許多行業(yè)如冶金、造紙、電力、礦山，尤其是石油化工及制藥領(lǐng)域，自動(dòng)化系統與整個(gè)工藝流程、設備資產(chǎn)、生產(chǎn)產(chǎn)品、項目進(jìn)度、成本、項目利益和風(fēng)險關(guān)聯(lián)非常緊密，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系的價(jià)值大大超過(guò)了自動(dòng)化系統本身的價(jià)值。而傳統的項目執行中往往會(huì )存在以下問(wèn)題，對自動(dòng)化系統規模和范圍的定義不確定，從而導致項目執行過(guò)程中的屢次變更，許多不可預見(jiàn)的范圍和資源增加，由于設計團隊和項目團隊引發(fā)的設計不一致和不良交接，錯誤的和不一致的設備和材料的選擇，低劣的分包商與控制系統的不穩定接口，低質(zhì)量的竣工資料等等，這些問(wèn)題帶來(lái)項目范圍增大，項目周期延長(cháng)，費用增加的風(fēng)險。
采用單一的自動(dòng)化設備供應商，會(huì )更具備專(zhuān)一高效的工程，標準化的可擴展的設計，標準的設計工具，精簡(jiǎn)和標準的文檔資料，精簡(jiǎn)和高效的接口，減少設備測試。

　　單一的自動(dòng)化設備供應商從項目開(kāi)始就介入前期設計規劃，從而降低整個(gè)項目風(fēng)險，降低項目周期費用，獲得全集成的自動(dòng)化平臺技術(shù)，使工廠(chǎng)具有更優(yōu)越的操控性，更低的培訓成本，更方便的工廠(chǎng)生命周期的維護。

3.2   更人性化的控制室

　　人們所習慣看到的傳統控制室中，一般都由一排操作臺，操作臺上面放著(zhù)一個(gè)個(gè)操作員人機界面，對面墻上是關(guān)鍵參數的儀表顯示盤(pán)。頭頂前上方掛著(zhù)各個(gè)工段關(guān)鍵設備的電視監視器。

　　如何才能得到整個(gè)企業(yè)，整個(gè)車(chē)間的全面的清晰的信息顯示？如何取消陳舊的儀表盤(pán)？如何將實(shí)時(shí)現場(chǎng)錄像集成到操作員站？如何防止來(lái)訪(fǎng)的客人接近操作員的操作位置？如何建造一個(gè)人性化的操作環(huán)境？如何將多個(gè)操作控制室環(huán)境集成在一起？新一代的控制室結構給了人們完美的答案。大屏幕技術(shù)和投影技術(shù)使得操作環(huán)境更人性化，所有信息同步顯示使操作員對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程有了全面和精準的了解。圓弧型的屏幕顯示使整個(gè)畫(huà)面清晰而且沒(méi)有接口縫隙。所有顯示信息清晰可讀而且可操作。整個(gè)人性化操作環(huán)境有利于操作工的身心健康。

　　實(shí)時(shí)攝像記錄可以準確掌握設備和過(guò)程狀態(tài)，隨著(zhù)千兆以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，多攝像頭集成，對每個(gè)攝像設備設置獨立頻段，最優(yōu)調度網(wǎng)絡(luò )資源，優(yōu)化通訊效率，自動(dòng)化平臺可隨時(shí)獲取圖像，控制云臺，進(jìn)行圖像記錄，圖像照相等。

3.3   廣泛應用標準

　　工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)為廣泛應用工業(yè)、行業(yè)標準。系統的操作平臺用Windows 2000或Windows XP，圖形處理技術(shù)用Active X；控制器的控制層網(wǎng)絡(luò )用以太網(wǎng)TCP/IP；控制器的編程方式符合IEC 61131-3標準，與操作層的通信協(xié)議為OPC標準。

　　工業(yè)過(guò)程控制信息技術(shù)平臺在不同行業(yè)認證中，也要通過(guò)安全系統認證（IEC 61508，IEC 61511，TUV），船用系統（Lloyds，DNV），惡劣和危險環(huán)境（Ex），環(huán)境保護（CE，EN 61331-2），食品及藥品認證（FDA，CFR 21 part11，ISA 88，ISA 95）。例如，對于應用于食品及藥品生產(chǎn)制造的自動(dòng)化系統，其功能本身和項目執行質(zhì)量保證必須符合WHO以及各國政府如美國FDA，歐盟EMEA和中國SFDA的GMP要求，GMP中規定了對于自動(dòng)化系統的驗證要求即為確保生產(chǎn)食品和藥品質(zhì)量的穩定、一致和安全，要求自動(dòng)化系統能夠實(shí)現數據的可追溯、數據的一致性、數據安全性、備份及可恢復性等。反應到自動(dòng)化系統功能就是高級的系統登錄準入，AUDIT TRAIL，電子簽名和電子記錄，批量生產(chǎn)管理等。符合各類(lèi)工業(yè)、行業(yè)的標準，工業(yè)信息技術(shù)平臺，才具有無(wú)可比擬的開(kāi)放性、適用性、兼容性。

3.4  現場(chǎng)總線(xiàn)由用戶(hù)自由選擇

　　現今的工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統中現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)得到了廣泛的應用?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)使通常大家認為的設備從單點(diǎn)信號設備變成了智能設備?？偩€(xiàn)上傳送的信息是智能設備中存在的所有種類(lèi)的信息。智能設備本身具有許多功能，包括控制功能，有自己的數據庫，它已成為整個(gè)控制系統的一部分?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的最大好處，除了滿(mǎn)足過(guò)程控制外，就是對資產(chǎn)管理，設備維護真正計算機化提供了堅實(shí)的不可替代的基礎。

　　然而，市場(chǎng)上存在著(zhù)各種不同類(lèi)型的現場(chǎng)總線(xiàn)，各有各的發(fā)展歷史和起源，各有各應用的優(yōu)缺點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統不再局限于支持某種特定的現場(chǎng)總線(xiàn)，而是著(zhù)眼于設備信息集成，給用戶(hù)以選擇不同類(lèi)型設備的自由。
FDT組織致力于現場(chǎng)智能設備集成，通過(guò)定義設備的標準DTM，使得如符合Profibus，Hart，LonWorks等標準的設備在具備DTM后，與支持FDT/DTM的工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化系統更方便地集成。