【概要】本文介绍了在连续的过程应用中，如何使用集成架构搭建满足用户需求的过程控制系统，这种工作以前是由设备供应商或者系统集成商来完成的，现在用户可以按照本文给出的原则，可以自己设计系统，使得系统的规划更自主、更灵活、造价更低。
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.

【关键词】集成架构 分布式系统 集中式系统 独立式系统
Key words: Integrated Architecture Distributed System Centralized System Independent System

       自动化系统的扩展需要从一个封闭的、本地的、以控制为中心的方式转换成一种开放的、厂级的、以业务为中心的方式。这需要自动化的解决方案，在管理生产和保持绩效同时，不仅要提供全厂的控制功能，还要扮演一个积极、协同的角色。商业能力，诸如：供应链管理、库存控制、质量管理、和其他关键性能指标（KPI）需要紧密联系正确的信息，使企业的整体性能最大化。

       用于过程控制的集成架构支持各种过程应用，从有操作员界面的简单、本地应用，到包括所有过程设备、材料存储、人力资源控制与优化的复杂应用，还支持操作员在厂级范围访问制造运行和工厂管理。

图1 不同的系统架构满足不同的需求

集成架构过程系统的优势
        ?开放的过程应用平台，包括流程和批处理控制，集成了全厂范围的离散量、驱动器、运动控制和安全控制。
        ? 用于过程应用的全集成系统，使用商用、市售（COTS）、经过证明的自动化组件。
        ? 业界领先的合作伙伴，诸如：E＋H、OSIsoft，使用开放标准，确保集成能够容易地实现。
        ? 单一开发环境支持多种编程语言，包括功能块图、结构化文本、顺序流程图和梯形逻辑。
        ? 灵活、可伸缩的架构易于进行系统扩展。
        ? 与外部的商业系统、生产系统和维护系统采用标准格式的信息交换。
        ? 面向系统、客户工程服务、有经验的集成商和生命周期优化。

1．可伸缩、多语言、信息化的系统，厂级自动化与先进过程控制的解决方案

        罗克韦尔自动化把集成架构用于过程控制，使传统老系统进化成一种新的流程标准，同时还了完成厂级的控制。其结果的功能性已经超出了原来的分布式控制系统（DCS）、混合控制系统（HCS）、或标准的可编程控制器系统（PLC）。使用了集成架构，可伸缩性和信息共享就成了与生俱来的特性。罗克韦尔自动化基于总结的经验定义了如下的过程自动化系统。
        ? 用于单元控制的独立系统架构；
        ? 用于区域控制的集中化系统架构；
        ? 用于厂级和企业运行的分布式系统架构。

        罗克韦尔的很多技术嵌入进了FactoryTalk的服务和应用，与Logix控制平台相配合（包括NetLinx 和View技术）组成了集成架构，提供了先进的过程控制，具有真正的厂级控制能力。系统的灵活性非常高，用户可以从一个小（独立）系统开始，在任何时间扩展，不断增加到满足需要的系统为止。

2．自动化和信息等级

        用于过程控制的集成架构，可以参考在自动化和信息技术中常用标准中的等级，诸如：ISA-95。这些等级定义了企业、工厂、控制域之间的接口。在集成架构中，使用等级概念可以帮助我们理解相关功能的实施和系统组件的角色。

        等级0－系统组件为实际的现场设备，包括仪表、执行器、驱动器和安全设备。这个级包括了：DeviceNet、FF、Profibus、HART等总线设备。过程测量和控制操作在这一级执行，这级还包括本地仪表和设备的诊断。
        等级1－系统组件是连接和控制现场仪表与设备的接口。这些系统组件包括Logix控制器，I/O模块、控制网络通信接口。这个等级还包括到现场总线的连接设备和任何由Logix控制器支持的I/O产品。在这个等级执行I/O处理、PID调节和先进控制、互锁和联锁、面向单元的批处理。在这个级别使用工程师站（EWS）和维护工作站（MWS）创建和管理控制策略 与基本系统组态。
        等级2－系统组件（典型为软件）是加载到专用工作站和提供系统的监督控制。这个等级包括进行监督级和控制级组件之间的通信。在这个等级，操作员与PID调节、先进控制和批处理控制进行交互，还进行批处理的管理。
        等级3－系统组件（典型为软件）是工作站提供生产管理和性能监视（制造运行）。这个等级包括实现制造级工作站和监督组件之间的通信。在这个等级，管理的功能有：区域、生产线和单元的排产；通用系统维护；资产管理；生产模拟；性能分析、报告和优化。生产（工程）工作站（PWS）用来管理和组态系统的制造运行。
        等级4－系统组件典型为在本地访问外部业务部分和生产计划功能。这个等级要连接ERP系统，诸如：SAP或者Oracle，用于及时的供应链管理，库存管理、维护计划和其他重要业务计划。