工业控制系统集成的五个关键因素

在讨论工业控制系统集成时，必须考虑几个因素，如软件基础设施、过程数据库、操作员界面、报警管理和网络安全。

通过阿里·阿维斯·阿明 2016年8月19日

控制系统集成是工业自动化的基础。即使具有系统集成基本知识的自动化专业人员也意识到并理解隔离即将结束。事实上，控制系统集成商通过设计项目参数所要求的系统来为客户提供最大的价值，而不是必须根据特定的要求量身定制特定的专有系统。

集成不同的控制系统涉及五个因素:

软件基础设施
过程数据库
操作界面
报警管理
网络安全。

每个人都扮演着至关重要的角色。以下是对每一篇文章的深入分析:

1.软件基础设施:现代自动化系统需要的不仅仅是配置和监控功能。应用程序也必须集成，这就是为什么软件基础设施对系统集成很重要。在使用客户机-服务器方案的开放软件体系结构中，客户机应用程序显示来自服务器应用程序的数据。

OPC基金会开发的OLE用于过程控制统一架构(OPC- ua)技术，旨在提供更简单的浏览以及实时和历史数据交换。OPC-UA为集成商提供了更大的灵活性，以所需的配置集成不同的系统，而不是被专有技术锁定在特定的设置中。该标准的重点是互操作性，旨在连接许多设备，以创建从传统产品到新设备的桥梁。

2.过程数据库:数据库组件主要包括三个主要组件:一个或多个数据表、查询语言(如SQL)和用于显示或输入数据的表单。其他组件包括自定义的数据页面视图和报表工具。此外，关系数据库是数据项的集合。这些数据项被组织为一组正式描述的表，从中可以以多种方式访问数据，而不需要重新组织数据库表。

数据库管理系统(DBMS)收集相互关联的文件和程序，允许用户访问和修改文件。这是一种修改、存储和检索信息的有效方法。查询语言(如SQL)用于与DBMS交互。

3.人机界面:人机界面(HMI)允许操作员监视控制过程的状态，并发出命令来改变控制目标。在紧急情况下，它也可以用来手动覆盖自动控制。HMI配置的主要方面包括图形、历史趋势、告警、报告和脚本。这些功能可以合并到单个软件应用程序中，也可以作为套件中的单独组件提供。

4.报警管理:警报标志着过程中正常和异常状态之间的界限，是提醒操作人员设施中异常情况的主要手段。工厂运行要求报警具有优先级、相关性和及时性。当集成不同的控制系统时，报警管理是至关重要的，因此需要设计报警系统来帮助识别关键问题。

5.网络安全:集成控制和安全系统(ICSS)在复杂的环境中运行，企业越来越多地在业务系统和工业系统之间共享信息。除此之外，工业系统，包括过程控制系统、安全系统和可编程逻辑控制器(plc)都依赖于商业现货(COTS)技术，如以太网、TCP/IP和微软Windows来实现关键和非关键功能。然而，与外界的隔绝程度明显降低。事实上，一旦发生安全漏洞，可能造成生命或生产的损失、环境的破坏、操作安全的损害等后果远比商业秘密的丢失更为严重。

这些影响可能超出目标组织的范围，也可能破坏东道国地区或国家的基础设施。

需要详细的网络安全分析和网络风险评估。它们应该包括操作系统补丁管理、反病毒实现、备份和恢复过程的详细规范、策略和过程。

自动化不仅仅包括设备控制。它包括更高级别的控制，管理所有工厂生产区域的人员、材料和设备。这通常是通过文档化的程序和统称为制造执行系统(MES)层的软件来完成的。MES是一种用于管理和监控工厂重要任务的控制系统。它支持计划和控制，一直到成品，为高度复杂的生产任务带来透明度。

ISA-95根据它们的角色定义了四类企业和控制系统。这些类别被组织在一个层次模型中，其中指定了与每个类别相关的活动。下图说明了ISA-95功能层次模型。

0级定义实际的物理过程。

1级定义在感知和操作物理过程中涉及的活动。

2级定义监视和控制物理过程的活动。这些系统通常在plc和分布式控制系统(dcs)上实现。

3级活动通常使用MES自动化，MES还充当控制层(第2级)和企业资源规划(ERP)层(第4级)之间的接口层。

4级定义了管理制造组织的业务相关活动，称为业务计划和物流。第4级活动使用ERP系统实现自动化。

阿里·阿维斯·阿明是Intech过程自动化的设计和应用工程师。Intech Process Automation是CFE Media的内容合作伙伴。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com。

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