企业管理控制一体化方案

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企业管理控制一体化方案 | | | | | | | | 企业管理操纵一体化方案（綦希林） 202001-1-18 （中国计算机用户协会 INTEL 机分会 曲非非 綦希林） 前言 由于 IT 的进展，电子商务跃入世界市场经济、企业之间的生存、竞争猛烈，许多跨国公司推出了针对流程工业与制造业的管理操纵一体化的方案。在 internet 改变了一切的时代，任何从事管理或者从事操纵的商家，都务必考虑 internet 与电子商务的冲击。WTO 的接近，国内企业更应该有紧迫感。

　　在著名 IT 业媒体上大做广告的 ERP 供应商，宣传集成化的企业管理软件的同时，也出现了一批从事工业操纵软件的供应商。比如：intellution、Wonderware、citect、美国 GE、组态王、力控、世纪星等。市场正在火爆之时，西门子与费希尔·罗斯蒙 特等跨国公司又推出了管理操纵一体化的解决方案。

　　 件 一、当前集成化企业管理软件 ERP 90 年代以来，MPRII（制造资源计划）通过进一步地进展完善，形成了目前的企业资源计划 ERP 系统。ERP 除了包含与加强了 MRPII 各类功能外，更加面向全球市场，所管理的企业资源更多，支持混合式生产方式（分散生产与流程生产），管理覆盖面更宽，进入了企业供应链管理。从企业全局角度进行经营与生产计划，是制造业企业的综合的集成经营系统，也是集成化的企业管理软件系统。

　　 ERP 面向市场，能够对市场快速响应，强调了供应商、制造商、与分销商间的新的伙伴关系。ERP 强调企业流程与工作流，通过工作实现对企业的人员、财务、制造与分销间的集成，支持企业过程重组，支持后勤管理，使得企业的资金流、物流、信息流更加有机地结合，支持多种方式，即分散制造业与流程生产过程。此外，ERP系统还包含了金融投资管理、质量管理、运输管理、项目管理、法规与标准、过程操纵（待链接）等，目的是通过 ERP 提高企业的经济效益。

　　 由于 internet 技术迅猛进展，改变了传统的管理与信息传递的单向制，又实现了实时与互动性。在网络经济中，管理需要考虑的问题更多。比如：如何管理与优化企业的外部资源，在全球经济环境中，建立业务网络，拓展企业新的业务增长点，如何在各个业务环节中，密切同客户的关系，在越来越复杂的供求关系中准确、及进地为了现有与潜在的客户提供“个性化”的产品与服务等。

　　 市场与客户需求决定了企业生产。企业务必更注意市场营销与客户服务、客户关系，其重点发生转移。销售、服务、经营等客户关系管理（CRM）成为的重点。企业战略管理（SEM）产品，客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）都已是ERP 的内容。支持电子商务，将是 ERP 软件进一步进展的必由之路。

　　在国内，提供 ERP 的外商如：SAP、Oracle、CA、SSA、Forth 等，提供 ERP 的内商如：用友、与利时、开思、金蝶、浪潮等等。

　　 二、费希尔·罗斯蒙特控管一体化的策略 PlantWebTM——过程管理能力的过程操纵概念，即工厂网络。更明白地说，过程管理=过程操纵+设备管理 PlantWebTM 是开放式结构，是基于 FF 现场总线的工厂网络，“Web”概念就连接了设备系统与软件的网络。凡是 FF 现场总线产品的供应商的设备、系统与软件均可纳入 PlantWebTM 结构里。这样，给最终用户带来了设备兼容的好处。

　　 PlantWeb 工厂管控网的功能 PlantWeb 结构的各个构成部分有机地联系在一起，提供了三个方面的要紧功能，即过程操纵，设备管理与业务管理与执行。

　　 1)过程操纵 需要说明的是，PlantWebTM 的过程操纵系统 DeltaV，不仅能有效与可靠地完成各类操纵任务，覆盖常规 DCS/PLC 的所有功能以外，它还能实现“任意地点的操纵”，即用户能够把操纵功能下装到现场设备或者系统中执行。

　　 任意地点的操纵是 PlantWeb 结构与 FF 现场总线技术相结合的产物。作为全球首套完全兼容FF技术的操纵系统，DeltaV在设计时使用了FF的功能块等关键技术，使得 FF 现场总线功能块与常规操纵模块的组态与下装都是在一个集成的软件环境中完成的，给用户带来了很多方便。

　　 关于一些基本的操纵回路来说，把操纵功能下装到现场变送器或者阀门中执行，既能加快回路信号响应，改善调节品质，又能减轻操纵系统负担，使其完成较复杂的优化操纵等任务，同时，增加了系统的分散度，提高了系统的可靠性。

　　 2)设备管理 PlantWeb 另一项重要功能是 AMS 设备管理能力。AMS 的要紧功能是对过程中，运行的现场设备进行在线的监测与诊断。它不仅包含变送器、阀门、分析仪器与其它现场仪表，还包含一些旋转设备，如泵与电机。

　　 通过 PlantWeb 的 AMS 管理软件的处理，HART 或者 FF 现场总线设备中的大量信息，如标定日期与步骤，构成材质、状态诊断等，能够被用来对设备进行组态与标定；自动存档；及时诊断与预测潜在的故障。所有这些任务都不需到环境恶劣或者危险的现场，只需在操纵室，保护车间或者 PlantWeb 网络的任意节点上即可轻松完成。

　　 由于 DCS/PLC 是建立在集中与专有的结构上的，无法利用智能设备及新增功能。比如，它的输入卡件通常只能接收单一的模拟量。

　　 PlantWeb 中的操纵平台 DeltaV 系统使用规模可变的结构，其网络，系统与软件平台是专门针对如何发挥现场设备中大量信息而设计的。根据需要，从几个回路到上千个回路，DeltaV 都能应付自如。

　　 3)集成的模块软件 在 PlantWeb 结构中，集成的模块软件把过程与设备自身的大量信息转化为有用的知识与推断－－对运行与保护人员来说，不必陷入到繁杂的数据之中，而是得到直观、高效的分析，提示与推断。这一点在 AMS 设备管理软件中表达得优为明显，从而极大地提高工作效率。

　　 软件的模块化结构同时意味着用户能够根据需要灵活、方便地应用软件。而且这些软件都是基于 Windows 的，具有相同设备的外观与感受，减少了很多使用与掌握所需的时间与费用。

　　PlantWeb 工厂管控网把设备管理与过程操纵的功能都集成到 DeltaV 平台，AMS 的应用软件也是模块化结构，用户可灵活选配，逐步扩充与升级。

　　 4)业务管理与执行 对一个企业而言，仅仅具备过程操纵与设备管理仍然是不够的，还务必对企业的各个环节，从定单处到生产计划及财务审查进行全方位的管理。这些都是业务管理的内容。

　　 在过程管理与业务管理的信息集成方面，通过遍及企业内部的工业标准数字通讯网络及 OPC 服务器，PlantWeb 结构提供了衔接无缝的方案。其网络结构涵盖了从设备层到工厂与业务系统的各个层次，包含过程的优化、保护管理、资源分配与其它企业管理任务。

　　 比如，批处理跟踪与执行，文档的储存以满足审查需要等功能都包含在 PlantWeb结构本身中。这样就使得用户能在企业的任意地点上，获取需要的各类信息。

　　 PlantWebTM 运行着 PERFORMANCE 智能化、模块化软件，用户通过它可定义过程、设备与商业上的信息，包含了过程的测量，设备的运行与管理，即在系统运行状态下，对全厂的智能现场仪表与设备进行组态、监测、运行诊断与保护记录，从而能更平衡地操作，减少了停工维修的时间，也减少了施工、安装、保护与设备 保养的支出。同时 AMS（Asset Managment Solution）设备管理系统，也是PlantWebTM 的构成部分。ASM 由下列三部分构成：

　　 (1)增值的应用软件即 PERFORMANCE 软件，使用的操作系统为 Win9x 或者Win TN。它完成对现场设备的标定、组态、保护、诊断、预测性保护，规范的遵从性及监测与操纵方案。

　　 (2)通讯：HART 协议与 FF 总线通讯协议。

　　 (3)智能化现场设备：包含智能压力、温度、流量等及多参数变送器、智能分析仪，与具有预测性保护与诊断能力的阀门等。

　　 AMS 还可将其他供应商的软件，如泵的振动诊断、泄漏、磨损等诊断软件，集成到 AMS 之中。

　　DeltaV，它能做到“全厂信息集成”，不但完成过程操纵，还将工厂信息与设备过程信息集成为一个完整的数据库。各工段，全厂与企业管理层均可在网络上共享所有信息与数据。DeltaV 的操作系统是 WindowsNT4.0 网络通讯遵守 TCP/IP 与UDP/IP 协议，完全可纳入以太网中，为上层管理系统留有对接接口。换言之，ERP很容易将 PlantWebTM 合为一体，共同运行，形成具有 Freher-Rosemount 特点的管理操纵一体化的方案。

　　 三 、西门子的控管一体化方案 SIMATIC PCS7 是西门子过程操纵系统的标准，形成了全集成自动化（TIA）的概念。它是以 SIMATIC PCS7 为基础，从（IT）信息技术的高度，将信息技术 IT与过程自动化加以纵向与横向的集成。

　　 更为明确地说，西门子提供所有的过程（管理与操纵），运用 IT 实现优化的各类方案，（软件工具与系统，与有关的 Know-how 生产经验），从组态、调试到设备运行的经营规划，财务管理之间架起一座桥梁，打开了操纵管理的一体化。

　　 西门子的全集成自动化（TIA），在制造自动化与过程自动化领域中均得到了运用，比如：在汽车制造（美国）钢铁生产（中国）、水泥生产（意大利）等。

　　 TIA 系统中，底层使用了 Profibus 现场总线网即向 profibus 产品供应商开放，上层使用了 MES（管理执行系统）链接企业资源规划层（ERP）。TIA 高端通讯使用100Mb/s 的以太网，而通过 Web@aGlane 接口软件连接 intranet 与 internet 向外开放。因此说 TIA 系统是集成与开放互补的系统。

　　 在产品规划与产品设计阶段，企业（工厂）可利用 SIGRAPH EMP 提供的资源，使用基于 JAVA 的过程自动化工具 XMAT 快速进行设计、测试使之投入运行。由于XMAT 具务连接 internet 的能力，企业分布于世界各地的工程设计小组，能够用它设计大型工程项目。

　　 规划设计结果能够立即用过程仿真器进行审核，因此，随着项目的进展，“虚拟设备”也在增加，由此，可与早地发现错误， 避免既费钱又费时的返工再处理。

　　 过程仿真关于设计者而言，是一个十分重要的工具，过程条件发生变化所带来的影响，在它未转变为现实之前，就能够毫无风险地在仿真模型上进行实验，以达成功。

　　 SIMATIC NET 工业以太网中的 OSM（光学切换模块）是 100Mb/S 快速以太网的核心部件。整个网络通过 OSM 可分成若干个子网或者段，各站点用工业双绞线连接，两个 OSM 之间的距离可到 3Km，除了总线拓补外，还能够实现冗余环网。其冗余受一个冗余管理 OSM 器操纵。使用 OSM 快速冗余，能够在出现生产事故时，起到有效的保护作用。

　　 SIMATIC NET 中 PC 与 Profibus 之间，是用通信处理器连接的。西门子推出的CP5613 与 CP5614 是新一代产品。它们拥有一个事件与滤波的功能，能够使 PC放弃轮询的费时方法，通过存储器直接存取，从而节约大量的计算工作，信号反映时间减少了一半。

　　 SIMATIC 与 internet(intranet)连接是用 CP343-1IT 与 CP443-1IT 通信处理构成Web 的服务器实现。利用已有的网络结构，能够节约费用，如安全机制，防火墙(Friewalls)与 Web 服务，E-mail 均包含在内。一旦设备中出现故障或者其它事件，这时需要进行干预，SIMATIC 则生成相应的报文，将它用 E-mail 发往有关人员的PC、手机、复印机。有关人员通过商用 internet 浏览器同操纵器建立联系，并根据有关规定作出处理。假如需要监视信息，可安装一个 Web-Cam。

　　 四、结论 外国公司提供的管理操纵一体化方案，说明了企业进展的方向，具体到一个企业是否朝着管理操纵一体化方向实施，还要等待环境条件的驱动力与自身的承受能力。最佳的对接点，是多种因素构成的，自然不能急于求成，也不能只是观望，由于时间、市场不容等待，竞争对手不等待。

　　 internet（电子商务）<==[ERP+虚拟现实+CAD+仿真+CAM(Fieldbus)]LAN(intrenet)表达了生产制造型企业的管理操纵一体化的模型。

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