Los cambios que la información trae a nuestras vidas
.¿Qué puede hacer la informatización por la industrialización?
1.1 La informatización no puede sustituir las decisiones empresariales sino que sólo puede ayudar a la toma de decisiones
Las decisiones empresariales de una empresa son siempre decisiones comerciales responsabilidades de la persona. La informatización puede ayudar a los directivos de empresas a proporcionar información para la toma de decisiones, pero la tarea de tomar decisiones debe recaer en quienes las toman. Los tomadores de decisiones comerciales de una empresa toman decisiones comerciales analizando el entorno competitivo, las ventajas y desventajas de sus propios recursos y el análisis sistemático de los competidores. Los sistemas informáticos no pueden tomar decisiones por sí solos. El proceso de toma de decisiones comerciales en sí es un proceso de compensaciones, porque siempre nos enfrentamos a muchas oportunidades y nuestros recursos siempre son limitados. El proceso de toma de decisiones también es un proceso de evaluación de riesgos. Cuanta más información nos proporcionen los sistemas informáticos, si no se ordena la información, se complicará el proceso de toma de decisiones. Muchos de nuestros operadores de empresas privadas no tienen altas calificaciones académicas y no saben mucho sobre sistemas de información, pero toman decisiones comerciales decisivas y algunas han logrado un gran éxito. Algunas grandes empresas cuentan con sistemas de soporte de información muy modernos, pero no producen los beneficios correspondientes. Por supuesto, para la mayoría de las empresas nacionales, los sistemas de gestión de la información simples y prácticos pueden ayudar a los encargados de tomar decisiones a prevenir riesgos y tomar decisiones racionales.
1.2 La informatización no puede reemplazar la ejecución, pero puede promover y supervisar la ejecución.
Aunque muchas operaciones manuales en el proceso de producción pueden reemplazarse mediante la implementación de sistemas de control automatizados avanzados, la precisión y eficiencia de El control se puede mejorar significativamente, pero la capacidad de ejecución humana sigue desempeñando un papel decisivo en todo el proceso de producción. Porque una vez que el sistema de información y el control de procesos se ponen en funcionamiento, el sistema sólo puede completar las funciones especificadas, y los cambios en el mercado y muchos cambios en el proceso de producción no son fijos. Por lo tanto, el sistema de información en sí no puede reemplazar a los operadores en todos los niveles del proceso de producción para manejar diversos accidentes y obtener automáticamente los resultados de ejecución. Sin embargo, un buen sistema de información (incluidos los sistemas automatizados) puede promover y mejorar las capacidades de ejecución de las personas a través de un flujo de información fluido, retroalimentación oportuna de la información, procesamiento y análisis de alarmas, orientación operativa, etc. Además, debido al flujo fluido de información y la precisión de los registros del historial operativo, el sistema de información puede supervisar si los ejecutivos de todos los niveles han completado sus funciones. Utilizando la tecnología de red, las empresas pueden lograr ventas en línea. Utilizando sistemas de oficina automatizados, los ejecutivos de todos los niveles pueden mejorar la eficiencia de la transmisión de información. Especialmente para las empresas que trabajan en ubicaciones remotas, un sistema de información práctico puede mejorar en gran medida la eficiencia de la transmisión y ejecución de la información.
1.3 La informatización puede mejorar la calidad del control y la eficiencia de la producción
La implementación de sistemas de información, especialmente sistemas de automatización, puede mejorar verdaderamente la calidad del control del proceso y la eficiencia de producción del dispositivo. Por ejemplo, el ciclo de control manual solo puede durar unos segundos y la precisión de la operación es básicamente del orden del 1% al 5%. Al mismo tiempo, la situación operativa real también se ve afectada por factores como los del autor. competencia y estado mental. El sistema de control por computadora puede lograr ciclos de control a nivel de milisegundos (lo cual es extremadamente importante para equipos rápidos a gran escala, como el control de turbinas de vapor en plantas de energía térmica), y la precisión de los parámetros de control puede alcanzar entre 0,1% y 0,5% para bucles especiales. , la precisión puede ser incluso mayor, por lo que la calidad del producto se puede mejorar considerablemente. Para algunos procesos de producción grandes y complejos, los operadores solo pueden completar operaciones simples de control de bucle único, mientras que los sistemas de control por computadora pueden optimizar u optimizar de acuerdo con diferentes condiciones de producción (cambios en las materias primas, cambios en el medio ambiente, cambios en los productos objetivo) Cuasi- un control óptimo mejora significativamente la eficiencia de la producción. Además, los sistemas de automatización e información empresarial contemporáneos pueden recopilar y organizar información desde el sitio de producción hasta el dispositivo, desde un solo dispositivo hasta el taller, desde el taller hasta toda la fábrica y desde toda la fábrica hasta toda la empresa, logrando así Monitoreo integral de toda la planta y mejora de la eficiencia de todo el proceso productivo. Mediante un análisis y procesamiento estadístico apropiado, el sistema de información puede ayudar a descubrir lagunas de eficiencia en la empresa y descubrir la distribución de costos, proporcionando así una base objetiva para que los operadores resuelvan problemas. La función de gestión de equipos del sistema puede ayudar a lograr un mantenimiento predictivo, reduciendo así la cantidad y el tiempo de paradas para revisiones y mejorando la productividad. La función avanzada de procesamiento por lotes puede ayudar a los operadores a cambiar automáticamente a parámetros de control razonables y mejorar la eficiencia al cambiar productos o cambiar la salida del dispositivo.
1.4 La informatización puede aumentar los riesgos
Si bien la informatización promueve y mejora la industrialización, también aumenta los factores de riesgo.
(1) La concentración de información y la dependencia de las decisiones comerciales en los sistemas de información hacen que los riesgos comerciales estén relativamente concentrados. Si los sistemas de información se ven comprometidos, las operaciones comerciales pueden quedar paralizadas.
(2) El sistema de control por computadora implementa funciones de control cada vez más complejas, haciendo que el trabajo se convierta en un auxiliar del sistema informático. Si hay un problema importante en el sistema, puede provocar accidentes.
(3) Los sistemas de información abiertos a gran escala aportan comodidad al trabajo y mejoran la eficiencia, pero resulta difícil proteger la confidencialidad corporativa.
(4) Los sistemas de información cada vez más complejos pueden ser atacados por piratas informáticos o virus, paralizando el sistema.
1.5 Cómo sirve la informatización para mejorar la industrialización
La práctica de la revolución y la construcción en China ha demostrado repetidamente que los principios básicos del marxismo sólo pueden tener éxito si se combinan con la realidad de China. De manera similar, la informatización sólo puede lograr beneficios si es consistente con el nivel real de industrialización.
(1) Los líderes empresariales son uno de los factores decisivos en el ascenso y la caída de las empresas. El nivel de informatización debe adaptarse al nivel de los líderes empresariales; de lo contrario, la informatización está condenada al fracaso.
(2) Los ejecutivos en todos los niveles de una empresa (cuadros directivos, expertos técnicos, operadores in situ, etc.) son los ejecutores de las decisiones comerciales de la empresa y también son los autores reales de los sistemas de información (incluidos sistemas de control). Los sistemas de información deberán adaptarse a su nivel salvo que la empresa pueda sustituir personal no apto. No hay que poner el carro delante del caballo y exigir a todos los directivos que se adapten al sistema de información.
(3) Al promover e implementar sistemas de información, cada fabricante de productos de información debe comprender claramente las necesidades reales del usuario después de capacitar completamente a los tomadores de decisiones del usuario y a los ejecutivos relevantes en todos los niveles, y luego basarse en Personalizar sistemas de información adecuados según las necesidades reales. El nivel de las empresas industriales de China puede variar desde los talleres de fabricación más pequeños hasta los grupos empresariales multinacionales modernos a gran escala, y puede saltar del nivel industrial de los siglos XVI y XVII al nivel del siglo XXI. Las soluciones del sistema no pueden satisfacer todas las necesidades de los usuarios chinos. Sólo las soluciones apropiadas que satisfacen a los clientes adecuados son soluciones eficientes.
(4) La informatización empresarial debe ser consciente de los costos. Las condiciones nacionales de China determinan que nuestro mayor recurso (ventaja comparativa en la competencia internacional) es nuestra productividad laboral barata e inagotable. Por tanto, al aplicar la informatización y la automatización, es necesario calcular el valor creado por los sistemas de información informáticos en lugar de las personas. En muchos casos, los costos laborales serán mucho más bajos que los costos de información. En este caso, es mejor para las empresas utilizar mano de obra humana mientras los sistemas de información sirven como sistemas de apoyo a la gestión y sistemas de seguimiento de la ejecución.
(5) Antes de que China mejore su sistema legal y modernice sus bancos, es muy poco probable que implemente un comercio electrónico avanzado. La informatización más eficaz es la automatización de procesos de fábrica, la gestión financiera, la gestión práctica de oficina y otros sistemas. Olvidemos esos conceptos de moda sobre tecnología de la información y sigamos el camino de China de combinar informatización e industrialización. Sólo permitiendo que cada inversión que los usuarios gastan en informatización cree valor puede la situación en la que los fabricantes de información promueven la informatización convertirse en una situación en la que las empresas industriales persiguen la informatización.
2 Estado actual y tendencias del desarrollo de DCS en el mundo
En las empresas industriales, el sistema con los beneficios de aplicación más directos y obvios debería ser el sistema de control industrial, especialmente DCS (distribuido). sistema de control). Aunque hace algunos años, algunas personas consideraron que el DCS estaba a punto de ser reemplazado por el FCS (sistema de control de bus de campo), hasta el día de hoy, el DCS todavía tiene una vitalidad considerable. ARC Consulting publicó su informe de previsión sobre el mercado mundial de DCS en 2003. El informe predice que el mercado mundial de DCS mantendrá una tasa de crecimiento del 2,5% entre 2002 y 2007, pasando de 9.100 millones de dólares EE.UU. en 2003 a 10.300 millones de dólares EE.UU. La razón principal por la que la velocidad de desarrollo de DCS no es alta es que la tasa de crecimiento económico de países desarrollados como Estados Unidos se ha desacelerado. La tasa de crecimiento de DCS en China en los últimos años debería ser superior al 10%. El DCS actual ha experimentado cambios fundamentales en comparación con el DCS de hace diez años.
1.1 DCS ha entrado en la cuarta generación
Influenciado por la tecnología de la información (tecnología de comunicación de red, tecnología de hardware informático, tecnología de sistemas integrados, tecnología de bus de campo, diversas tecnologías de software de configuración, bases de datos). desarrollo de tecnología, etc.) y la creciente demanda de los usuarios de funciones avanzadas de control y gestión, varios fabricantes de DCS (representados por Honeywell, Emerson, Foxboro, Yokogawa y ABB) han mejorado el nivel técnico de sus sistemas DCS y han seguido enriqueciéndolos. su contenido.
Se puede decir que el último Experion PKS (Process Knowledge System) de Honeywell, PlantWeb (Emerson Process Management) de Emerson, A2 de Foxboro, R3 (PRM-Plant Resource Management System) de Yokogawa, TI industrial de ABB. Una nueva generación de DCS marcada por el sistema ha sido formado. Si consideramos la serie I/A de Foxboro Company como un hito del sistema DCS de tercera generación, el último DCS de las empresas mencionadas anteriormente puede clasificarse como de cuarta generación. El símbolo principal del DCS de cuarta generación son dos palabras que comienzan con "I": Información e Integración.
1.2 La arquitectura del DCS de cuarta generación
La arquitectura del DCS de cuarta generación se muestra en la Figura 1. Se divide principalmente en cuatro capas de estructura: capa de instrumentos de campo, capa de unidad de dispositivo de control, capa de fábrica (taller) y capa de gestión empresarial. Generalmente, los proveedores de DCS proporcionan principalmente las siguientes funciones de tres capas, mientras que la gestión empresarial proporciona interfaces de bases de datos abiertas para conectarse a plataformas de software de gestión de terceros (ERP, CRM, SCM, etc.). Por lo tanto, el DCS actual proporciona principalmente todas las funciones de control y gestión a nivel de fábrica (taller) e integra funciones de gestión de información en toda la empresa.
Figura 1 Diagrama de arquitectura del DCS de cuarta generación
2.3 Características técnicas del DCS de cuarta generación
(1) El DCS incorpora plenamente la informatización y la integración (Información y Integración)
Las dos palabras que comienzan con "I" (Información e Integración) describen básicamente los cambios que se están produciendo en los sistemas DCS actuales. Ya podemos recopilar información y datos de todo el proceso y la planta de la fábrica, pero los usuarios esperan que estas grandes cantidades de datos puedan reflejarse de manera adecuada y ayudar en el proceso de toma de decisiones, de modo que los usuarios puedan obtener lo que realmente necesitan en un corto plazo. manera que comprendan y en un lugar que les resulte conveniente.
La informatización se refleja en el hecho de que cada sistema DCS ya no es un sistema de control centrado en funciones de control, sino un sistema de plataforma integral que utiliza plenamente la función de gestión de la información. DCS proporciona todo el canal de información desde el sitio hasta el equipo, desde el equipo hasta el taller, desde el taller hasta la fábrica y desde la fábrica hasta el grupo empresarial. Esta información refleja plenamente su carácter exhaustivo, preciso, en tiempo real y sistemático. Básicamente, la mayoría de los DCS proporcionan la mayoría de las funciones DCS convencionales del pasado, funciones SCADA y funciones MES (Sistema de ejecución de fabricación). A diferencia de ERP, MES reúne componentes de hardware o software relevantes en el taller para gestionar y optimizar todo el proceso de actividades de producción, desde la realización del pedido hasta los productos terminados. Controla y utiliza información de fabricación precisa y en tiempo real para guiar, enseñar, responder y. informar al taller varias actividades que ocurren y, al mismo tiempo, proporcionar información de evaluación de tareas sobre las actividades de producción al proceso de apoyo a las decisiones empresariales. Las funciones de MES incluyen asignación de recursos de taller, gestión de procesos, control de calidad, gestión de mantenimiento, recopilación de datos, análisis de rendimiento y gestión de materiales. Los módulos funcionales relacionados con DCS se muestran en la Figura 2 y sus funciones se describen brevemente a continuación.
① Asignación y estado de recursos: administre máquinas, herramientas, habilidades laborales, materiales, equipos y otras entidades para que estén disponibles en orden antes de la operación, al tiempo que proporciona detalles específicos de los recursos. Información histórica para garantizar que el equipo esté instalado correctamente. y proporcionar estado en tiempo real. Todos los DCS mencionados anteriormente proporcionan funciones similares, como gestión de equipos, gestión de conocimientos, gestión de energía, etc., bajo diferentes nombres de software.
② Despacho de unidades de producción: gestiona los procesos de la unidad de producción en forma de piezas de trabajo, pedidos, lotes, tiempos, etc., proporciona información de despacho y puede cambiar el plan de programación previa y administrar a través del búfer para controlar. la cantidad de procesamiento. En el pasado, los equipos de producción de proceso continuo se diseñaban de acuerdo con la capacidad de producción de un determinado producto, y la fórmula del balance de materiales y la selección del equipo también se basaban en la capacidad de producción (quizás agregando un margen del 10%). taller ¿Cómo puede el director o líder del equipo estar eufórico y posiblemente recibir bonificaciones excesivas cuando trabaja duro y produce un 20% o un 25% más que la capacidad diseñada del dispositivo? Hay muy pocas situaciones en las que la capacidad de producción de un dispositivo sea menor que la capacidad de producción diseñada.
Sin embargo, si el producto requiere una reducción en el volumen de producción debido a una reducción en la demanda del mercado, será difícil adaptarse a los diversos parámetros físicos y parámetros de control del dispositivo, y no se puede garantizar la calidad del producto. Cuando queremos descontinuar un producto y pasar a producir otro debido a la competencia del mercado, la regulación o cualquier otro motivo, generalmente tenemos que detener el dispositivo o realizar grandes inversiones en modificaciones. Hoy en día, la flexibilidad para satisfacer las demandas del mercado y la rápida respuesta al mercado se han convertido en los principales motores operativos, y nuestro control de procesos o control de producción debe adaptarse a esta demanda. La Instrumentation Association también ha formulado la terminología y modelos de lotes estándar ANSI/ISA S88.01 para el control de lotes, lo que nos proporciona una buena orientación para el desarrollo y la aplicación del control de lotes. El DCS de cuarta generación básicamente proporciona software de función de procesamiento por lotes independiente o integrado. Agregaron control de lotes (BATCH-CONTROL) al sistema DCS y lo convirtieron en un componente similar a un módulo de algoritmo de control avanzado.
Figura 2 Diagrama esquemático de los módulos funcionales generales de MES
③ Control de Documentos: Controla los registros relacionados con la unidad de producción, con funciones como edición y emisión de instrucciones. El DCS de cuarta generación básicamente puede generar automáticamente varios registros operativos, registros y varios archivos de almacenamiento.
④ Recolección/Adquisición de Datos: Proporciona una interfaz para obtener datos internos, formando las tablas y registros correspondientes. La recolección de datos puede ser automática o manual.
⑤ Gestión laboral: proporciona el estado relacionado con los empleados y lo asocia con la asignación de recursos para determinar la asignación óptima. Vale la pena mencionar que en el proceso de producción moderno, las personas y los equipos están cambiando cada vez más hacia un todo orgánico.
⑥ Gestión de calidad: proporciona análisis de métricas en tiempo real para garantizar el control de calidad del producto e identificar problemas que necesitan atención, recomendar correcciones y también incluir seguimiento SPC/SQC e inspección fuera de línea* Gestión de operaciones y análisis LIMS. etc.
⑦ Gestión de mantenimiento: realice un seguimiento y guíe las actividades de mantenimiento de equipos y herramientas para garantizar el proceso de producción y programación, también proporcione respuestas a problemas de emergencia, como alarmas, y mantenga información histórica para respaldar el diagnóstico de resolución de problemas. Por ejemplo, Emerson afirma que a través de su función de gestión de equipos, los usuarios pueden mantener el equipo correcto en el momento adecuado y de la manera correcta, ahorrando la mayor parte del tiempo para revisiones rutinarias y eliminando el tiempo de inactividad no planificado.
⑧ Seguimiento de productos y genealogía (seguimiento de productos): proporciona visibilidad del trabajo y la información de estado relacionada, y la función de seguimiento en línea puede generar registros históricos.
⑨ Análisis de desempeño: Al analizar la información resumida de diferentes funciones, proporciona informes sobre las operaciones de producción reales, registros históricos y resultados esperados.
La integración de DCS se refleja en dos aspectos: integración de funciones (como se mencionó anteriormente) e integración de productos. En el pasado, los fabricantes de DCS se centraban básicamente en el desarrollo independiente y los sistemas que proporcionaban también eran sus propios sistemas. Los fabricantes de DCS actuales ponen más énfasis en la integración del sistema y las capacidades de la solución. Además de conservar las funciones de control de procesos implementadas por los DCS tradicionales, los DCS también integran PLC (controlador lógico programable, controlador lógico programable), unidad RTU (terminal remota) y equipos terminales remotos. ), FCS (Fieldbus Control System, bus de campo), diversos reguladores multilazo, diversas unidades inteligentes de adquisición o control, etc. Además, varios fabricantes de DCS ya no consideran el desarrollo de software de configuración o la fabricación de varias unidades de hardware como tecnologías centrales, sino que adoptan métodos OEM o de integración de terceros para varios componentes de DCS. Por ejemplo, la mayoría de los fabricantes de DCS ya no desarrollan sus propias plataformas de software de configuración, sino que adoptan plataformas de software de configuración comunes de empresas hermanas (como Foxboro, que utiliza el software Wonderware como base), o plataformas de software proporcionadas por otras empresas (Emerson utiliza el software de Intellution). plataforma de software).
Además, muchos fabricantes de DCS e incluso componentes de E/S también adoptan el método OEM (Foxboro usa módulos de E/S de Eurothem, el R3 de Yokogawa usa Processio de Fuji Electric como base de unidad de E/S y el sistema PKS de Honeywell usa la unidad PLC de Rockwell) como una estación de control en el lugar.
(2) DCS se convierte en un verdadero sistema de control híbrido
En el pasado, distinguíamos DCS y PLC principalmente en función de las características de los objetos controlados (control de procesos y control lógico). Sin embargo, la cuarta generación de DCS ha desdibujado esta división. Casi todos los DCS de cuarta generación incluyen control de procesos, control lógico y control de lotes, realizando control híbrido. Esto también es para adaptarse a las necesidades reales de control del usuario. Porque la mayoría de las empresas industriales no se pueden dividir simplemente en un solo control de proceso y requisitos de control lógico, sino que se componen de subprocesos que son principalmente control de proceso o control lógico. Si queremos optimizar todo el proceso de producción y mejorar la eficiencia de toda la fábrica, debemos integrar todo el proceso de producción en un sistema de información integrado distribuido unificado. Por ejemplo, los sistemas metalúrgicos típicos, los procesos de fabricación de papel, los procesos de producción de cemento, los procesos de producción farmacéutica, los procesos de procesamiento de alimentos, los procesos de generación de energía y la mayoría de los procesos de producción química se componen de un control de regulación continua parcial y un control de enclavamiento lógico parcial. Casi todos los sistemas DCS de cuarta generación utilizan el estándar IEC61131-3 para el diseño del software de configuración. Este estándar fue originalmente un estándar proporcionado para el diseño de lenguajes PLC. Al mismo tiempo, algunos DCS (como el PKS de Honeywell) también utilizan directamente PLC maduros como estación de control. La mayoría de los DCS de cuarta generación pueden integrar PLC pequeños y medianos como unidad de control subyacente. Los PLC pequeños y micro de hoy en día no solo tienen todas las funciones informáticas lógicas básicas de los PLC grandes del pasado, sino también informática avanzada, comunicación y control de movimiento.
(3) DCS incluye funciones FCS y está aún más descentralizado
En el pasado, algunos académicos y fabricantes se opusieron a DCS y FCS (sistema de control de bus de campo). De hecho, siguen siendo los principales fabricantes de DCS del mundo los que realmente promueven el progreso de FCS. Por lo tanto, el autor ha dicho antes que DCS no será reemplazado por FCS, pero DCS tolerará FCS y realizará un verdadero DCS. Hoy, esta predicción está siendo verificada por la realidad. Todos los DCS de cuarta generación incluyen varias formas de interfaces de bus de campo y pueden admitir una variedad de instrumentos, actuadores, etc. de bus de campo estándar. Además, cada DCS también cambió los módulos de E/S originales montados en bastidor del gabinete y la estructura de la estación de control relativamente centralizada, reemplazándolos con módulos de E/S más dispersos (instalación en riel) o componentes de E/S miniaturizados (puede instalarse en el sitio). ) o PLC pequeños y medianos. Una ventaja importante del control distribuido es la segmentación lógica. Los ingenieros pueden asignar fácilmente las funciones de control de diferentes dispositivos a diferentes unidades de control apropiadas según el dispositivo. De esta manera, los operadores pueden realizar modificaciones funcionales modulares en una sola unidad de control según sea necesario. y depurar. Otra ventaja es que cada unidad de control está distribuida e instalada cerca del equipo controlado, lo que no sólo ahorra cables, sino que también aumenta la velocidad de control del equipo. Algunos DCS también incluyen estaciones de trabajo HMI distribuidas en el sitio, donde las personas y las máquinas se integrarán orgánicamente para completar diversas operaciones de una fábrica inteligente.
Por ejemplo, el DeltaV de Emerson, la estructura de módulo pequeño del A2 de Foxboro, la estructura de módulo disperso de Ovation, etc. Se puede decir que los fabricantes actuales de DCS han ido más allá de la mala comprensión de los conceptos publicitarios y, en cambio, destacan la practicidad. Un conjunto de DCS puede adaptarse a una variedad de modos de instalación en sitio: ya sea usar instrumentos inteligentes de bus de campo, o usar módulos inteligentes de E/S de campo para instalación local (lo que ahorra cables de señal y elimina la necesidad de costosos instrumentos inteligentes) o adopta un gabinete. -Instalación tipo centralizada (especialmente indicada para obras de reforma). Todo está determinado por las condiciones del usuario en el sitio y encarna plenamente el concepto imaginado por el usuario.
(4) DCS ha superado la era de los productos de alta tecnología y ha entrado en la era de los productos de bajo coste. Configuración flexible, adaptable a diversas aplicaciones del sistema
DCS era un sistema de control industrial con alto contenido técnico, aplicaciones relativamente complejas y un precio bastante caro en los años 1980 e incluso en los años 1990. Con la popularización de las aplicaciones y la comprensión de la tecnología de la información por parte de todos, DCS ha salido de la noble y misteriosa torre y se ha convertido en un producto de control convencional familiar y de precio razonable.
Otra característica notable del DCS de cuarta generación es que cada sistema adopta tecnología de software y tecnología de hardware (procesamiento de E/S) disponibles en el mercado y adopta una configuración de escala flexible, lo que reduce en gran medida el costo y el precio del sistema. Se puede decir que el uso actual de DCS avanzado para lograr el control de la automatización industrial es más simple que el uso original de instrumentos y medidores convencionales. La inversión del usuario no aumenta mucho, pero las funciones logradas sí se mejoran enormemente. En lo que respecta a la estación de control, una unidad física de procesamiento de señales solía costar un promedio de 1.500 yuanes (RMB), pero ahora ha bajado a unos 800 yuanes. En el pasado, los DCS extranjeros generalmente solo eran adecuados para aplicaciones de sistemas grandes y medianos, y el costo era muy alto en aplicaciones pequeñas. Sin embargo, el DCS de cuarta generación adopta configuraciones flexibles y no solo es económicamente aplicable a aplicaciones grandes y medianas. sistemas de gran tamaño, pero también adecuados para sistemas pequeños.
(5) Apertura de la plataforma DCS y especialización de servicios de aplicaciones
Durante las últimas dos décadas, un concepto que se ha debatido mucho en la comunidad de automatización industrial es el de apertura. En el pasado, debido al relativo atraso de la tecnología de la comunicación, la apertura era una cuestión importante que preocupaba a los usuarios. Para resolver este problema, la gente ha imaginado una variedad de soluciones, incluida la red abierta (plataforma de protocolo de red de 7 capas MAP) en el concepto de sistema CIMS (Computer Integrated Manufacturing System). Sin embargo, los esfuerzos por plantar árboles fracasan y el protocolo de la red MAP no se ha promovido ni aplicado realmente. El desarrollo de la tecnología de redes contemporánea, la tecnología de bases de datos, la tecnología de software y la tecnología de bus de campo ofrece la posibilidad de sistemas abiertos. La intensificación de la competencia entre los fabricantes de DCS ha promovido la división detallada del trabajo y la cooperación. Cada fabricante ha abandonado su modelo de trabajo de desarrollo independiente original y se ha convertido en un modelo de desarrollo integrado y cooperativo, por lo que la apertura se ha realizado automáticamente. Todos los DCS de cuarta generación admiten cierto grado de apertura. La apertura se refleja en el hecho de que DCS puede interconectarse con productos de terceros en tres niveles diferentes: admite varias conexiones de plataformas de software de gestión a nivel de gestión empresarial; admite productos de control avanzado de terceros, plataformas SCADA, productos MES y procesamiento BATCH. el software a nivel de fábrica admite simultáneamente múltiples protocolos de red (principalmente Ethernet en la capa de control del dispositivo, puede admitir múltiples unidades (sistemas) DCS, PLC, RTU, varias unidades de control inteligente, etc., así como varios estándares; Instrumentos y actuadores de bus de campo.
Vale la pena señalar que la apertura tiene muchos beneficios, pero al considerar la apertura, primero debemos considerar completamente la seguridad y confiabilidad del sistema, porque las pérdidas causadas por averías o accidentes en el proceso de producción El ahorro de costos puede ser mucho mayor que con un producto de elección abierta. Al mismo tiempo, cabe señalar que al seleccionar el equipo del sistema, primero debe determinar las necesidades del sistema y luego seleccionar el equipo necesario de acuerdo con las necesidades. Trate de no equipar funciones innecesarias, especialmente funciones de red y los periféricos deben elegirse con cuidado. Por ejemplo, cuando elegimos abrir la red, es más probable que seamos atacados por virus o piratas informáticos; cuando elegimos periféricos ricos, como unidades ópticas o unidades de disquete, brindamos a los operadores la oportunidad de cargar software irrelevante (como juegos); , etc.) Oportunidades y más. Estos pueden provocar la parálisis del sistema u otras fallas fatales.
Con el desarrollo de sistemas abiertos y tecnologías de plataforma, la selección de productos se ha vuelto más flexible y las funciones de configuración del software se han vuelto más poderosas y flexibles. Sin embargo, cada aplicación específica requiere una solución única, por lo que el conocimiento y la aplicación profesional. La experiencia son factores clave de éxito para los proveedores de automatización industrial o integradores de sistemas actuales. Si bien cada fabricante de DCS se esfuerza por promover las ventajas técnicas de su propio DCS, también se esfuerza por promover sus capacidades de implementación y diseño de soluciones industriales. Proporcionar soluciones profesionales e implementar servicios profesionales para diferentes usuarios será el foco de la competencia entre los fabricantes de DCS y los integradores de sistemas en el futuro, y también será la principal fuente de ganancias para cada fabricante.
3 Práctica laboral
3.1 Introducción a los DCS nacionales
Las personas con ideales elevados en la industria de automatización de China han hecho esfuerzos incansables para desarrollar su propia industria de DCS. En la actualidad, los fabricantes nacionales de DCS representados por Hollysys, la Universidad de Zhejiang Zhongkong y Shanghai New Huawei han lanzado cada uno sus propios sistemas DCS después de diez años de arduo trabajo: Hollysys lanzó el sistema DCS de cuarta generación MACS-Smartpro y la Universidad de Zhejiang Zhongkong lanzó Webfield. (ECS), Xinhua lanzó el sistema XDPF-400. Las tres empresas han trabajado duro y han aplicado con éxito sus sistemas independientes en varios sitios industriales a través de la competencia, y gradualmente están ganando el reconocimiento de los usuarios.
Por ejemplo, Xinhua Company ha logrado resultados notables en generación de energía térmica, SUPCON de la Universidad de Zhejiang ha logrado resultados sobresalientes en control químico y Hollysys ha logrado ciertos resultados en energía nuclear, energía térmica, productos químicos, cemento, productos farmacéuticos y fabricación de papel. Hollysys obtuvo más de 500 contratos en diversas industrias sólo en 2002. Además, Hollysys ha ampliado la estructura DCS y la ha aplicado a sistemas de automatización de tránsito ferroviario a gran escala y sistemas SCADA de redes de tuberías. A través de una feroz competencia, Hollysys implementó con éxito el sistema integral de monitoreo por computadora y el sistema de control de isla convencional para la planta de energía nuclear de 600.000 kilovatios en la planta de energía nuclear de Qinshan, y compitió con empresas nacionales y extranjeras para obtener la transformación del sistema informático para la primera fase del Central nuclear de 300.000 kilovatios en Qinshan, central nuclear de Daya Bay, etc. Contratos de piezas de sistemas informáticos en diversas centrales nucleares. El sistema de monitoreo integral del tren ligero de Beijing y el metro de Shenzhen emprendido por la compañía adopta una estructura de base de datos distribuida para lograr largas distancias (más de una docena de estaciones, docenas de kilómetros), un gran volumen de datos (decenas de miles de puntos físicos) y complejos información de comunicación (red de área metropolitana), red de área local, red de bus de campo, red de comunicación inalámbrica, etc.), funciones integrales diversificadas (control de aparatos eléctricos, control ambiental, RTU, algunas señales de operación de locomotoras, información de estaciones, etc.). La aplicación exitosa de este sistema ha mejorado las capacidades de monitoreo integral y ha reducido los costos para el desarrollo de ferrocarriles y metros urbanos en mi país. Esta solución se ha convertido en el estándar de monitoreo integral de facto.
En el mercado DCS de China, tres fabricantes nacionales ya tienen una competitividad considerable. Por ejemplo, la competencia entre Xinhua Company y Hollysys Company en el campo del control de centrales térmicas y la competencia entre Hollysys Company y SUPCON de la Universidad de Zhejiang en la industria química han provocado que los DCS extranjeros reduzcan sus precios uno tras otro. Se puede decir que la mayor contribución de las tres empresas es reducir el precio de los DCS extranjeros a menos del 40% del precio original, lo que ha contribuido a la popularización y aplicación de los DCS en las empresas industriales nacionales, especialmente en las pequeñas y medianas. -Empresas de tamaño.
3.2 Introducción al DCS de cuarta generación de Hollysys Company
Hollysys Company era anteriormente la División de Ingeniería de Automatización del Sexto Instituto de Electrónica. En 1992, desarrolló el DCS de primera generación. sistema HS -DCS-1000, el sistema HS2000 se lanzó en 1995 (adoptando una estructura de E/S inteligente, realizando parcialmente las funciones estándar IEC1131-3) y el sistema MACS se lanzó en 1999, que se utiliza en el sistema de control de la planta de energía nuclear de Qinshan y control de cientos de centrales eléctricas, industria química, cementera, etc. Basándose en resumir las necesidades de los usuarios durante muchos años, Hollysys integró los logros tecnológicos internacionales, concentró su tecnología central y su tecnología avanzada internacional y lanzó el DCS de cuarta generación: MACS-Smartpro (sistema de proceso inteligente) a principios de 2002. La estructura del sistema se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Diagrama de estructura del sistema Smartpro
En comparación con el DCS de cuarta generación lanzado por las cinco empresas de renombre internacional mencionadas anteriormente, Smartpro todavía tiene algunas lagunas, como funciones de software de gestión insuficientes. Potentes, algunos productos extranjeros integran el sistema ERP de SAP, pero las funciones de gestión de Smartpro pueden ser más adecuadas para la situación actual de la mayoría de las empresas chinas. Las funciones del bus de campo de Smartpro aún no están completas y los algoritmos de control avanzados proporcionados no son completos. Sin embargo, actualmente es difícil para la mayoría de los dispositivos domésticos aplicar un control avanzado. En el futuro, a medida que mejore el nivel de usuarios domésticos, Hollysys seguirá enriqueciendo las funciones de control avanzadas de Smartpro. En comparación con los sistemas extranjeros, la mayor diferencia entre Smartpro y los sistemas extranjeros es la estructura de apariencia. Hollysys invertirá para cambiar completamente esta situación. Sin embargo, Smartpro ya posee las características del DCS de cuarta generación en sus características esenciales. Al mismo tiempo, la plataforma de software y los módulos de E/S de Smartpro se han probado en cientos de sitios industriales y están madurando.
Smartpro aún se está enriqueciendo y mejorando aún más, pero ya tiene la estructura básica y las características del DCS de cuarta generación.
(1) Refleja completamente la función e integración de gestión de información
El sistema Smartpro adopta una estructura de red de tres capas (en aplicaciones de metro se utiliza una red de cuatro capas: incluida una metropolitana red de área que conecta las estaciones). Entre ellos, la red de alto nivel está centrada en el servidor y puede admitir diversas funciones de gestión. La propia Hollysys también ha desarrollado algunas plataformas de software de gestión adecuadas para pequeñas y medianas empresas. HS2000ERP, plataforma de compra, venta e inventario, plataforma RealMIS, servicio Web de gestión energética (aplicado a empresas metalúrgicas), etc. Entre ellos, RealMIS se ha utilizado ampliamente. Esto