随着互联网的不断成熟,互联网把计算机与通信这两块原先相互独立的领域粘合在一起,不但使单机运行的计算机全面进入互联网时代,而且迅速推动计算机产业与通信产业的发展。
另一方面,随着信息技术、微电子技术在自动化仪器仪表和控制系统中的广泛应用,以及工业控制网络与信息管理网络的一体化发展,企业生产过程数字化的数据采集、调节控制、监控与组态设计以及设备维护、生产管理、经营决策等环节,将通过一体化的网络通信平台统一到一个完整的综合自动化信息系统,以实现现场设备的数字化、生产过程控制的智能化、企业管理的信息化以及咨询服务的网络化。据专家预测,在这种自动化控制综合信息系统中、传统的控制信息将由原来的85%下降到40%。而经营管理信息将上升到60%。因此,工业控制领域已具有了当代IT技术和产业特征,即所谓的工业“IT”(Industrial IT),其中,“智能化”的工业自动化仪表和工业控制网络,构成了工业“IT”的技术基础和硬件平台。
在此基础上,通过采用一些实时数据库技术、软测量技术、数据融合与数据处理技术、先进控制与过程优化技术、ERP技术等,并采用信息网络的IT技术,如网络技术、通信技术、信息处理技术等,实现工业生产过程的远程监控、故障诊断与维护,实现工业企业全厂的管控一体化。
事实上,自从计算机发明以来,自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展,给自动化技术提供了越来越多的手段和越来越便捷的工具,使得过去很多自动化技术中高超的技巧(例如各种复杂的PID算法和诸如均匀控制、解耦控制、模糊控制等高级算法)变成了一段段比较容易实现的软件代码。也正是因为有了IT技术,自动化技术中许多停留在理论上的设想变成了现实。
当前,随着IT技术的蓬勃发展,如何更好、更快、更多地把IT技术应用到自动化产品中,是各个自动化产品供应商面临的共同话题。把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力,逐渐成为决定企业竞争力的重要因素。
首先是如何更好的应用IT技术,其次是如何通过优化来产生效益,和具体的工艺、设备相结合,挖掘设备和工艺潜力,促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。简言之就是:“向控制、优化要效益”。
另外,如何将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台,实现“过程可视化”的同时,扩大信息共享,提高信息利用率,提高企业决策水平和实效性,实现管控一体化,“向管理、信息系统要效益”,也是一个重大的课题。
一般说来,工业“IT”有以下几个特征:现场仪表数字智能化、生产过程数字化、设计数字化、管理数字化与信息化。具体表现为:
(1)以流程工业和制造业为服务对象,基于现代计算机、网络、通信和现代控制技术而形成的一种新型工业自动化网络系统技术,在进一步完善信息采集功能的基础上,强化了信息的加工处理,尤其是工业生产过程测量和控制信息的网络传输技术更加开放并得到飞速发展。
(2)传统的自动化仪表走向数字化、智能化,具有开放的网络通信接口,而成为网络化控制系统的一个节点。分布式工业控制网络将成为未来控制系统的主导技术。
(3)以现场总线、工业以太网等工业控制网络为平台,利用现场设备的软、硬件资源(如功能模块),实现全分散控制,同时对现场仪表还可实现远程访问、监视、调校、诊断、维护等管理功能。
(4)控制系统与信息系统实现平滑联接和多网合一,工业以太网技术在控制领域将得到更为广泛的推广,实时控制信息可以通过Intranet/Internet实现共享和在线检测、控制和管理。
(5)工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为核心技术,取代系统硬件而成为高附加值的载体。通过先进控制和优化软件,可以实现预测控制、模糊控制、神经元网络控制、专家系统控制等高级智能控制,以及数据校正、过程模拟、质量监控、计划排产与调度以及故障诊断、安全管理等生产过程的优化管理。
(6)企业的经营管理以企业资源计划管理系统软件(ERP-Enterprise Resource Planning)和企业供应链管理系统软件(Supply Chain Management)为平台,实现物料清单、工艺路线、库存管理、生产计划、物料需求计划、能力需求计划、成本管理、财务管理、销售管理、产品数据管理、质量管理、设备维修管理、实验室管理、运输管理、配方管理、人力资源管理、战略管理、客户服务管理、开发与研究管理等的一体化管理。
(7)专用IC芯片、各种工业控制网络的通信模块、网桥、中继器、网关、远程I/O节点、功能模块成为新一代分布式网络控制系统中的重点产品,并与网络信息技术同步发展。