自動(dòng)化儀器儀表與控制系統現狀及發(fā)展趨勢

　　二、自動(dòng)化儀表與控制系統的發(fā)展趨勢

　　(一)自動(dòng)化儀表與企業(yè)的信息化

　　信息技術(shù)的發(fā)展給自動(dòng)化儀表帶來(lái)兩方面的影響：一方面信息技術(shù)與自動(dòng)化儀表爭奪人才，在IT發(fā)展的高潮，許多有經(jīng)驗的儀表工作者轉向IT行業(yè)，這也是近年儀表產(chǎn)品推出減緩的原因之一;另一方面自動(dòng)化儀表借用了TI行業(yè)一些成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，加快了信息的步伐。

　　信息化是當前時(shí)代發(fā)展的趨勢，自動(dòng)化儀表技術(shù)包括了信息采集、信息處理以及信息的應用這樣的過(guò)程，因此自動(dòng)化儀表技術(shù)實(shí)際上時(shí)信息技術(shù)的一個(gè)重要分支。所謂“企業(yè)集成”實(shí)際上是企業(yè)的信息集成和整合，所謂“信息爆炸”實(shí)際上時(shí)獲得信息超過(guò)了處理和應用的能力，而為得到的應用的一大障礙是信息表達的統一性不夠。如何提高處理和應用信息的能力是當前的主題。

　　信息化需要將現實(shí)世界的實(shí)體事物(包括原料、設備、產(chǎn)品、控制系統、儀表等)，生產(chǎn)流程(包括制造方法、工藝等)。企業(yè)的管理(包括采購、銷(xiāo)售、物流等)用計算機能夠識別和處理0和1來(lái)描述，然后由計算機進(jìn)行運算和處理，最后將處理的結果再反作用到現實(shí)世界。

　　信息化的前提是將現實(shí)世界以及現實(shí)世界事物之間的關(guān)系轉化為0和1，不能做到這一步信息化是不可能實(shí)現的。做到這一步就是對現實(shí)世界建立信息模型。

　　信息模型是用一組簡(jiǎn)化的信息。按一定規則對事物所做的抽象描述。

　　信息模型定義包括了簡(jiǎn)化、規則和抽象三要素，這三要素的多樣性決定了可能的信息模型的多樣化，建立信息模型的過(guò)程包括了克服多樣性，實(shí)現統一性的任務(wù)。自動(dòng)化儀表和系統信息模型的目標是：以毫不含糊的方式描述信息，以方便交換為基本定位，最終實(shí)現廣泛的可互操作性。

　　2006年9月，在德國柏林的IEC100周年慶活動(dòng)的自動(dòng)化論壇上，IFAC專(zhuān)家Diedrich教授作了題為《自動(dòng)化工廠(chǎng)的信息模型》的報告，介紹不同的控制層次，不同的生產(chǎn)階段的不同信息類(lèi)型、不同信息處理技術(shù)和工具。

　　建立信息模型的工作是自動(dòng)化儀表領(lǐng)域的一項基本工作，也是統一信息表達的只能給藥手段，主要內容包括：1.建立描述事物的規則;2.按照規則對所設計大量食物進(jìn)行描述，建立模型庫。

　　建立描述事物的規則是一項繁雜的研究工作，因為隨著(zhù)文化背景的不同、宗教信仰的不同、描述事物側重的不同、詳細程度的不同，描述的方案有很多種，我們需要的是在當前信息處理能力相適應的、能被公眾廣泛接受的方案，這種方案最終往往以國際標準的形式出現。近兩年在制定這類(lèi)國際標準方面取得明顯的進(jìn)展。

　　描述事物的規則按對象的屬性可簡(jiǎn)化分為3類(lèi)：

　　(1)描述事物的信息模型。如描述生產(chǎn)原料、元件、控制系統儀生產(chǎn)用裝置、設備、生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)、中間和最終產(chǎn)品內容的信息模型，這種類(lèi)型的模型要把對象的基本屬性描述出來(lái)，典型代表是IEC361987工業(yè)過(guò)程測量與控制過(guò)程設備目錄中的數據結構和元素系列標準和IEC61360與電子元件分類(lèi)方案相關(guān)的標準數據元素類(lèi)型系列標準。

　　(2)描述事物之間關(guān)系(尤其是定量關(guān)系)的模型。信息化的重要作用是對事物進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的條件是了解事物之間的(定量)關(guān)系。這種模型常常以數學(xué)模型的形式出現。這類(lèi)模型往往針對性很強，難以建立統一的廣泛應用的模型，因此較少以國際標準的形式出現。

　　(3)描述對象過(guò)程信息模型。如生產(chǎn)過(guò)程、管理過(guò)程，典型代表是IEC62264企業(yè)系統集成系列標準。

　　在建立自動(dòng)化儀表及應用的信息模型方面，我國高校和研究機構早有研究。但并沒(méi)有將這項工作定位信息化促進(jìn)工業(yè)化的重要基礎，一直缺乏國家或行業(yè)層面，全面系統規劃和大規模的工作。

　　我國TC159全國工業(yè)自動(dòng)化系統與集成標準化技術(shù)委員會(huì )和TC124全國工業(yè)過(guò)程測量和控制標準化技術(shù)委員會(huì )在跟蹤和采用國際標準方面做了不少工作，除派出專(zhuān)家加入國際標準的工作組直接參加國際標準的指定外，還及時(shí)地將重要信息模型標準轉化為國家標準。有了這些建立信息模型的方法標準，后面需要做的工作室：宣傳、貫徹、學(xué)習這些手法，用這些方法建立各認可的具有可互操作性的信息庫，應用這些信息庫服務(wù)于企業(yè)的自動(dòng)化。

　　由于信息模型對于國內企業(yè)和工程師還是新事物，上述這些工作在初期還相當復雜，最重要的是我國制造企業(yè)較少主動(dòng)提出信息化的需求，因此我國在這方面相對較落后，迫切需要引起重視。

　　(二)自動(dòng)化儀表工程項目全局信息和全生命周期信息的整合

　　全局和全生命周期的信息化整合實(shí)際上是自動(dòng)化儀表系統的全面可互操作性?？苫ゲ僮餍允欠謱哟蔚?，最基本的是過(guò)程控制機的互操作，即控制系統與現場(chǎng)儀表表層免的可互操作，向上一層是控制系統維護與生產(chǎn)設備診斷信息的可互操作，在高一層是企業(yè)管理信息的客戶(hù)操作。全局信息化整合至少要實(shí)現全局信息的可互操作。