协同自动化控制系统PlantStruxure 看得见的过程优化

施耐德电气工业事业部协同自动化系统与架构高级市场工程师黑伟亮先生

开放与标准的PlantStruxure
中国工控网：什么是PlantStruxure? PlantStruxure如何能够做到将大量的施耐德电气自身和第三方软硬件产品与客户的现有系统无缝集成？
黑伟亮：PlantStruxure是基于现代工业领域的先进技术和国际相关标准，以提升用户生产效率为宗旨的专业过程自动化控制系统。这个系统是施耐德电气整合其以往不断革新的产品于今年推出的新系统。从项目应用维度而言，PlantStruxure可以帮助用户实现从企业级、工厂级、控制级、一直到现场级的透明管理。从用户生命周期维度上讲，PlantStruxure可以帮助用户在整个项目的生命周期提升价值。
　　为了使PlantStruxure各子系统之间以及和第三方的软硬件能够协同工作，PlantStruxure提供了最大程度的开放性。基于“透明就绪”以太网解决方案和主流总线技术的网络架构，保证了任何采用工业以太网和主流总线技术的硬件产品之间可以进行互联。软件层面，PlantStruxure的各种软件系统都采用了开放的接口，比如SCADA软件提供了开放的COM口，而企业历史数据库、制造执行系统以及批量控制系统等工厂级运行软件，都可以通过开放接口和ERP系统在企业级实现信息整合，以帮助用户全面掌握商业运行状况。
　　此外，施耐德电气所提供的协同自动化系统中不管是产品、系统还是相关的服务都及时遵循了ISA、IEC、IEEE等大量的国际标准。比如PlantStruxure的系统工具UAG是基于ISA88标准开发的；功能性安全Quantum解决方案从设计角度而言遵循了IEC61508和IEC61511相关标准；除此之外，为了更好的和配电系统在通讯层面进行整合，我们的通讯产品严格符合变电站自动化IEC60870标准。
系统级测试让整合效果可视化
中国工控网：与其它厂商提出的类似系统相比，PlantStruxure有哪些特点和优势？
黑伟亮：首先施耐德电气的协同自动化PlantStruxure系统是施耐德电气整体能源解决方案（EcoStruxureTM）构架的一部分，它的独特优势在于与配电解决方案紧密结合，很好的整合了工业自动化和配电应用，更接近客户的需求。
　　其次，PlantStruxure整合了施耐德电气独有的先进和开放技术。比如在以太网系统里，在设备级采用了工业以太网菊花链技术，帮助用户节省了在交换机设备上的成本，用户认可度非常高；采用施耐德电气管理型交换机构建的冗余环网，容错性非常高，当从PAC、网络到SCADA都采用了这样冗余的以太网技术时，可以在整个系统存在10处断线的情况下，仍然保证系统的运行状况可以被操作人员及时的监控。
　　此外，非常重要的一点是新增加了系统级测试。在保证整合的效果方面，施耐德电气所有新产品包括新版本都要经过整体性测试。施耐德电气在美国波士顿、法国尼斯、德国法兰克福、中国上海有四个非常大的研发中心，在推出全新的协同自动化控制系统以后，这四大测试中心将负责对相关产品的系统级性能进行测试，保证其可以帮助用户提升系统整体性能。
　　研发过程中的系统级测试是施耐德电气和相关咨询公司合作进行，这在业内也属于首创。在全球四个研发中心，施耐德电气根据协同自动化的典型应用由经认证的工程师进行系统级测试，并根据测试提供用户技术白皮书。系统级测试确保了产品在系统中的互联性以及系统运行的可靠性。其中部分测试报告会通过ARC认证，最终由施耐德电气和ARC共同公布。因此PlantStruxure对系统的整合优化效果是看得见的。
全生命周期的价值增值
中国工控网：具体而言PlantStruxure在管理、开发、运行、生产、维护整个项目生命周期的各阶段给客户带来哪些利益和价值增值？
黑伟亮：首先是整个生命周期管理的协同性。PlantStruxure系统关注整个项目生命周期的需求，以往在项目开发过程中我们只是考虑本阶段的需求，比较“短视”，给后期使用中的维护、优化、改造过程带来了非常大的不便。协同自动化控制系统在给用户提供一个系统的同时，还提供了看待用户项目的一种方法和视角：我们在项目的任何一个周期和生命阶段都要考虑到后续用户可能会有哪些的需求。
　　具体到项目生命周期的各个阶段可以看到一些具体的价值，比如在开发阶段不管是最终用户的一个项目执行团队还是系统集成商，他们最关注的是如何能够用最短的时间、用最少的投入开发出最安全可靠的系统。施耐德电气的系统级开发工具UAG，将开发流程标准化，缩短了项目投运时间。UAG可以帮助用户基于对象库的概念完成“上位机”SCADA和“下位机”PAC 70%-80%的程序开发；统一的数据库、标准的相关功能块等可以让用户开发出标准的产品，而且在这个过程用户可以将行业Know-how非常好的封装在定制库里，保护行业技术和经验。
　　在运行过程中，用户最关心的是运行的持续性，他们不希望有任何停机发生。施耐德电气协同自动化系统里不同的子系统都非常关注这一点：比如SCADA系统对整个系统运行严密监控，某些报警管理帮助用户对可能出现的停机情况进行预处理；硬件方面，Quantum系统支持在线配置修改，方便项目升级的同时避免了停机。此外，网络、控制器、SCADA系统都支持冗余的热备构架。
　　经济危机使新建项目减少，用户将更多精力放对在现有项目的维护和流程优化上，最大限度的挖掘生产效率，协同自动化控制系统在这方面有着独特优势。比如施耐德电气制造执行系统软件Ampla提供的“停机诊断”模块等，可以帮助用户将从SCADA系统和历史数据库中得到的信息进行分析，让用户更好的了解工厂运行状况。如果没有达到预期，软件会提醒为什么没有达到、怎样进行相关的维护和优化，从人员、设备、生产等方面提出相应建议。
　　最后在升级改造上，由于施耐德电气在未来提供的产品都会经过系统级的测试，所以保证了其具备对现有系统的兼容性。
助力能效管理
中国工控网：近两年在中国，节能减排成为一大热点，施耐德电气也将自己定位为全球能效管理专家，这个系统在节能减排方面有哪些特色？
黑伟亮：施耐德电气在2009年发布了全新的战略，其愿景是成为“能效管理专家”，并通过从五个维度——“安全、多产、可靠、高效和绿色”，全面提升用户能源效率。对于配电和工业自动化这个领域来说我们关注的是“多产”，也就是用尽量少的能源去生产尽量多的产品。具体到协同自动化控制系统包括几个方面，如现在很多的钢铁厂都在上马的能源管理系统EMS。施耐德电气协同自动化系统里的SCADA软件Vijeo Citect，在中国已经投运的EMS系统中应用率占50%以上，如宝钢第一钢厂、宁波钢铁厂、马鞍山钢铁厂都有应用，帮助用户全面掌握了钢厂里的水、电、煤、气等方面能耗，提高了钢厂的能效。
在中压变频器方面，现在很多项目改造更多使用中压变频来降低传统的低压变频在使用过程中所带来的能耗。2008年施耐德电气的中压变频器在辽河油田和鞍钢等得到成功应用。为了能够使用户在节能方面的指标更加可视化，施耐德电气的变频器市场部专门开发一套软件Eco8以帮助用户在使用ATV21/61变频器时实时监测能耗。
　　除了EMS和变频器的解决方案之外，在控制领域为了更好的节省原材料，充分提升控制效率，施耐德电气的PAC都支持相关的高级过程控制算法，现在提供给用户的这些高级过程控制模块都是从它们在国外很多非常成功的节能项目中演化而来的。
　　通过这些不同节能因素的整合，PlantStruxure帮助用户达到更加“多产”的目的，从而提升在节能减排方面的表现。

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