自動化儀器儀表與控制系統現狀及發展趨勢

　　二、自動化儀表與控制系統的發展趨勢

　　(一)自動化儀表與企業的信息化

　　信息技術的發展給自動化儀表帶來兩方面的影響：一方面信息技術與自動化儀表爭奪人才，在IT發展的高潮，許多有經驗的儀表工作者轉向IT行業，這也是近年儀表產品推出減緩的原因之一;另一方面自動化儀表借用了TI行業一些成熟的技術和產品，加快了信息的步伐。

　　信息化是當前時代發展的趨勢，自動化儀表技術包括了信息采集、信息處理以及信息的應用這樣的過程，因此自動化儀表技術實際上時信息技術的一個重要分支。所謂“企業集成”實際上是企業的信息集成和整合，所謂“信息爆炸”實際上時獲得信息超過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。

　　信息化需要將現實世界的實體事物(包括原料、設備、產品、控制系統、儀表等)，生產流程(包括制造方法、工藝等)。企業的管理(包括采購、銷售、物流等)用計算機能夠識別和處理0和1來描述，然后由計算機進行運算和處理，最后將處理的結果再反作用到現實世界。

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

　　信息模型是用一組簡化的信息。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，建立信息模型的過程包括了克服多樣性，實現統一性的任務。自動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周年慶活動的自動化論壇上，IFAC專家Diedrich教授作了題為《自動化工廠的信息模型》的報告，介紹不同的控制層次，不同的生產階段的不同信息類型、不同信息處理技術和工具。

　　建立信息模型的工作是自動化儀表領域的一項基本工作，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。近兩年在制定這類國際標準方面取得明顯的進展。

　　描述事物的規則按對象的屬性可簡化分為3類：

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

　　(2)描述事物之間關系(尤其是定量關系)的模型。信息化的重要作用是對事物進行優化，優化的條件是了解事物之間的(定量)關系。這種模型常常以數學模型的形式出現。這類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)描述對象過程信息模型。如生產過程、管理過程，典型代表是IEC62264企業系統集成系列標準。

　　在建立自動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。但并沒有將這項工作定位信息化促進工業化的重要基礎，一直缺乏國家或行業層面，全面系統規劃和大規模的工作。

　　我國TC159全國工業自動化系統與集成標準化技術委員會和TC124全國工業過程測量和控制標準化技術委員會在跟蹤和采用國際標準方面做了不少工作，除派出專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于企業的自動化。

　　由于信息模型對于國內企業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較少主動提出信息化的需求，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際上是自動化儀表系統的全面可互操作性。可互操作性是分層次的，最基本的是過程控制機的互操作，即控制系統與現場儀表表層免的可互操作，向上一層是控制系統維護與生產設備診斷信息的可互操作，在高一層是企業管理信息的客戶操作。全局信息化整合至少要實現全局信息的可互操作。