自动化产品简化了集成

工业自动化厂商正在开发产品,系统集成商一直在寻找客户。根据对今年春季控制系统集成商会议与会者的调查,集成的架构、通用的外观和感觉以及更大的连接性是工业自动化系统集成商希望客户提供的功能。

通过Vance J. VanDoren,控制工程 一九九八年十二月十五日
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微软技术支持集成

工业自动化厂商正在开发产品,系统集成商一直在寻找客户。根据对今年春季控制系统集成商会议与会者的调查,集成的架构、通用的外观和感觉以及更大的连接性是工业自动化系统集成商希望客户提供的功能。这些需要现在正在得到满足。

单一外观和感觉

例如,Rockwell Automation (Milwaukee, wisconsin)最近宣布了一项新的过程业务,该业务将专注于提供一系列具有通用架构的解决方案,并在从过程到离散的所有应用程序中具有相同的“外观和感觉”。罗克韦尔的战略是提供更简单、更快速的系统集成,并改进应用程序之间的信息共享。过程业务将提供基于硬件和软件的控制解决方案,这些解决方案建立在Allen-Bradley公司(Mayfield Heights, O.)和罗克韦尔软件公司(West Allis, wisconsin)的产品之上。

同样,西门子工业自动化公司也提供“完全集成的自动化”。虽然这项技术绝不仅限于系统集成商,但它确实满足了集成商的首要标准——它可以一起工作。西门子Simatic产品线中的所有硬件、软件、网络和数据库都旨在简化将自动化设施连接到控制系统以及将控制系统连接到工厂信息网络的过程。同样,霍尼韦尔工业自动化与控制公司(菲尼克斯,亚利桑那州)提供的“全厂”解决方案包括许多系统、软件和产品,系统集成商需要满足其客户的特定需求——提高吞吐量和产量,降低运营成本,避免代价高昂的事故等。

施耐德自动化公司(马萨诸塞州北安多弗)更进一步,提出了“透明工厂”的概念。施耐德的软件产品不仅可以协同工作,还可以与来自软件供应商的大量合作伙伴产品无缝集成,例如Wonderware(加州欧文)、Intellution(马萨诸塞州诺伍德)和Object Automation(加州圣安娜)。透明工厂基于以太网上的Internet技术,提供各种自动化、制造和业务系统之间的通信。

连接

这种连接性,特别是在不同的程序和计算平台之间交换数据的能力,是许多供应商开发工作的目标。通过改进的连接工具,系统集成商可以为客户提供信息和控制系统,从而提供有关工厂运营的更多信息,并更好地控制工厂的整体性能。

领导这一开发工作的是软件巨头微软(Redmond, Wa)。微软的COM、DCOM、DDE、ODBC和OPC技术允许来自不同供应商的软件产品以标准化的方式交换数据(参见侧栏)。近年来,这些技术已被纳入数百种自动化产品中。

例如,Wonderware的FactorySuite 2000软件的每个组件都可以作为OPC客户端,并且可以与任何OPC服务器一起使用。这些组件不仅可以相互通信,还可以通过最少的自定义编码与任何兼容opc的软件通信。FactorySuite包括工厂现场数据收集工具;过程可视化、优化和控制;以及数据存储和分析。

来自Intellution公司(Norwood, Mass.)的FIX系列产品提供了类似的工具。它们也支持OPC、DDE和ODBC。Intellution的VisualBatch软件使用ODBC在Microsoft SQL Server和Oracle等系统中存储食谱和批处理日志。系统集成商可以使用此特性在整个客户组织中分发批处理信息。

开放系统

集成商说,连接性改善的一个可喜的结果是,软件标准朝着文档完备、任何人都可以实现的方向发展。所谓的“开放”系统正在迅速取代只有原始供应商才能理解的传统专有系统。过去,集成仅限于来自同一供应商的软件和硬件。连接来自不同供应商的专有程序需要集成商在针对每个客户项目的昂贵且耗时的编程工作上进行投资。

系统集成商也看到了开放硬件系统的同样优势,尤其是基于“Wintel”标准的产品——在英特尔处理器上运行的基于微软windows的软件。西屋过程控制公司已经为他们的Ovation信息和控制系统采用了Wintel标准。所有Ovation硬件组件都是在pci总线架构中“即插即用”的商用产品。

Ci Technologies(北卡罗来纳州夏洛特市)Citect是一种基于wintel的监控和数据采集(SCADA)系统,可以收集和显示用户设施中驻留在控制器中的数千个I/O点的数据。Citect有一个通用数据服务器,专门为系统集成商将Citect与第三方控制系统连接起来而设计。Ci Technologies的系统工程部(Pymble, New South Wales, Australia)是澳大利亚最大的系统集成商,对Citect的设计产生了很大的影响。

可伸缩性

开放系统对系统集成商尤其重要,因为他们依赖客户的扩展和升级项目来获得重复业务。建立在开放硬件和软件标准上的现有自动化系统比专有系统更容易修改和扩展。

如果提出的改进超出现有控制系统的能力,扩展可能是一个特别困难的问题。虽然大多数软件可以很容易地重新配置以扩展控制器的数据库,但为现有硬件增加马力却不那么容易。

然而,来自Fisher-Rosemount Systems (Austin, Tex.)的DeltaV控制器是“可扩展的”。它可以作为一个小系统实现,并通过添加可选硬件模块进行扩展。DeltaV可以配置为处理需要8到500个I/O点的连续、批处理和顺序应用程序。DeltaV使用户能够测量,调节和管理他们的设施和运行设备。

来自Foxboro公司(Foxboro, Mass.)的I/A开放式工业自动化系统是为“传感器到董事会”集成而设计的。它的模块化硬件和软件设计,以及基于对象的通信,允许它从单个站点扩展到具有多达40,000个I/O点的大型站点。所有I/A系列系统都使用相同的基于unix的应用软件,允许用户根据自己的需要扩展系统。

相反,一些控制产品可以在保持软件不变的情况下通过改变硬件来扩大或缩小规模。Dynapro (New Westminster, bc, Canada)提供的人机界面(HMI)产品线就是一个例子。Dynapro Beacon软件(更常见的是Rockwell software品牌名称RSView)可在各种基于wintel的计算平台上使用。运行在Windows CE下的Dynapro的工厂加固的CE终端,Beacon作为一个机器级的操作员站。Beacon在Windows NT下运行,为工程师和工厂经理提供监督级别的人机界面。Beacon也可以在Windows 95上运行。使用这种“可伸缩的体系结构”,系统集成商可以配置单个HMI系统并在所有三个平台上运行它,而无需重新编码。

灵活性

其他控制产品允许系统集成商添加功能以及额外的马力与可选的硬件模块。可编程逻辑控制器(plc)多年来一直提供这种灵活性,但现在有几种小型控制产品提供类似的按需功能。

例如,控制技术公司(密苏里州圣路易斯)的Unidrive可以被赋予控制交流电动机的几个功能。Unidrive不仅有0.75 kW到1 MW的几种尺寸,还可以配置为处理无传感器矢量,磁通矢量,伺服和再生等各种电机应用。有十几个插件模块可供选择,这就不同了。模块可用于支持额外的I/O和反馈信号,自定义控制操作,串行通信和各种网络选项。

Elsag-Bailey过程自动化公司(Wickliffe, O.)开发了最新的控制系统,专门供系统集成商和其他工程师使用。Freelance 2000包括集成的硬件和软件,用于执行调节控制、顺序控制和操作界面功能。Freelance 2000可以由1到10个处理站组成,执行所有循环和逻辑控制功能,每个处理站可以扩展到4个I/O单元。根据工艺信号的种类和数量,采用模块化插件输入/输出模块。

GE发那科自动化公司(Charlottesville,弗吉尼亚州)最近推出了自己的模块化控制器VersaMax。只需极少的配置,VersaMax就可以作为PLC、分布式控制系统(DCS)或基于pc的控制器的I/O子系统。添加一个CPU模块,它就变成了一个微型PLC。通过网络连接多个单元,VersaMax本身就成为DCS。

方便

当然,系统集成商还需要在自动化产品中寻找许多其他特性。有些仅仅是成本和便利性的问题——价格低、易于使用、一站式购物、技术支持的可用性等。总控制产品(梅尔罗斯公园,伊利诺伊州)打赌,一体化包装将吸引系统集成商。它的GLC 100图形逻辑控制器包括一个类似plc的控制器,一个触摸屏,软件,I/O和现场总线连接都在一个盒子里。它旨在消除从不同来源组装这些组件所需的成本和工作量。

由PLC领导的自动化供应商联盟直接(Cumming, Ga.)还提供基于PLC的一体化控制系统直接来自Host Engineering (Johnson City, tennessee)的WinPLC模块取代了DL205的常规CPU。在WinPLC模块内部,Think & Do software公司(Ann Arbor, michigan)基于流程图的控制软件在Windows CE操作系统下运行。不包括开发Think & Do程序所需的外部Windows nt PC,这种组合加上足够的I/O模块来处理32个直流输入,32个直流输出,4个模拟输入和4个模拟输出,售价不到1,500美元。

价格可以帮助

价格也是Opto 22(加州Temecula)提供的FactoryFloor软件的卖点。只需349美元,系统集成商就可以获得一套完整的软件工具,用于开发和运行实时控制程序,创建HMI屏幕,与第三方数据库交换数据,并将数据导出到任何其他OPC或dde兼容的应用程序。有关FactoryFloor的更多信息,请参阅“控制软件补充I/O产品”控制工程, 1998年12月。

一些供应商还提供增强的技术支持,以帮助系统集成商充分利用供应商的产品。由美国国家仪器公司赞助的联盟项目是这些合作项目中最大的一个。联盟成员可以获得产品折扣和培训课程,以帮助他们获得使用国家仪器公司系统的专业知识。他们还可以在本期集成商列表中获得自动软件升级和优先技术支持合作伙伴计划徽标。

微软技术支持集成

COM(组件对象模型)是OPC规范内部的“管道”。它允许在单个PC上运行的客户端和服务器程序之间创建可扩展的连接。供应商可以为其基于com的产品添加独特的功能,同时保持与其他OPC兼容产品的兼容性。

DCOM-(分布式组件对象模型)允许在多台pc的网络上使用OPC接口。

DDE(动态数据交换)是一种较旧的机制,用于在来自不同供应商的基于Microsoft windows的程序之间传输数据。

ODBC-(开放数据库连接)工具使程序能够从odbc兼容的数据库(如Microsoft Access)中读取数据和向数据库写入数据。

OPC-(过程控制的对象链接和嵌入)是工业自动化的标准接口,允许软件和硬件设备驱动程序简单地“即插即用”。它允许系统集成商在单个系统内混合和匹配设备和软件组件。