当代工业自动化控制系统的集成信息平台设计

当代工业自动化控制系统的集成信息平台设计

摘要：目前，我国的国民经济在高速的发展，我国的工业在不断地完善，随着

我国工业化程度的发展，传统的手工工业和以老式机械控制为主的工业生产都会

耗费大量的人力物力，已经无法适应工业发展的需要。但是我国目前的自动化控

制系统在运营管理、软件规划等方面仍存在一些问题，特别是有关工业自动化控

制系统的集成信息平台设计，还存在很大的发展空间。针对上述背景，对当代工

业过程自动化控制系统的集成信息平台进行设计，为当代工业过程提供更多的技

术支持。

关键词：工业过程；自动化；控制系统；集成信息平台

引言

随着社会的发展和科技的进步，工业生产过程自动化越来越受到国家和民众

的重视。随着我国工业市场发展的越来越快，集成信息平台作为一种使用c语言

构件的分布式框架，在当代工业过程中发挥的作用也是十分显著的，可以有效推

动企业的信息化建设。

1控制系统的多元化

1.1现场总线的崛起

多年以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动

单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS）等4代过程控制系统，当前我国工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系

统阶段。与早期的一些控制系统相比，DCS系统在功能和性能上有了很大进步，

可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数

字混合系统，从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递，

仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。

现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有数字计

算和通信能力，即所谓“智能化”，采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作

为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实

现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统。

1.2现场总线的新动向

长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一

代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛

的网络技术，在IT领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重

要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技

术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成

立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。

2当代工业自动化控制系统的集成信息平台硬件设计

2.1集中监控设计

为了将系统的各个功能有机结合在一起，使各个系统的作用得到最大化的发挥，因此设计了集中监控方式。集中监控方式的目的在于对工业生产过程中的全

部电气设备进行监控，以保证各个生产环节的有序进行。并且这种集中监控系统

运行简单，便于维修，以最小的投入实现各个设备的统一管理。

2.2远程监控设计

由于目前我国的工业自动化生产过程需要耗费大量的材料，尤其是工业电缆

的使用，这种生产过程必然会导致安装费用大大增加。因此需要设计远程监控来

节省工业材料和安装费用，远程监控的可靠性高，组态灵活，可以大大节约自动

化控制系统的运营成本。

2.3现场总线监控设计

目前我国Ethernet和Intranet等计算机网络技术丰富的运行经验为工业自动

化控制系统提供了很好的借鉴，这为工业过程自动化控制系统的集成信息平台设

计奠定了良好的基础。综上所述，设计流程图如图1所示。如图1分析，现场总

线监控方式，作为效果最为显著的一种监控方式不仅具有远程监控的全部功能，

而且还可以对某一设备进行有针对性的监控，一个设备发生故障，其它设备仍然

可以正常运行。大大提高了工业生产的速度。

图1：自动化系统集成信息平台

3当代工业自动化控制系统的集成信息平台软件设计

3.1平台的数据持久层的设计

平台数据持久层的设计主要采用抽象Factory模式，以及抽象工厂DAOFactory模式。抽象Factory模式，主要针对不同数据库的不同接口进行设计。抽象工厂DAOFactory模式，对于平台数据持久层的设计主要是通过借助配置文件来对各个对象的数据进行创建，从而获取应用程序的数据库类型。主要应用到以

下代码：publicabstractclassDAOFactory；privatestaticObjectlocker=newobject.

3.2平台服务层的设计理念

BLL是整个平台服务层的核心，对于系统的开发和运行，代码的管理都发挥

着重要的作用。服务层主要针对复杂架构数据的构建，通过I/O参数传递来实现

服务层实体的有序排列。

4实验

优秀的系统架构是信息集成平台的基础，只有对各个系统架构进行优化设计，才能保证信息集成平台作用的最大化发挥。本文通过对新型信息集成平台与传统

信息集成平台的应用开发环节进行对比，找出新型信息集成平台的优势，以便更

好地为工业自动化生产服务。如图2。通过对图2信息集成平台应用开发环节对

比的观察可知，新型信息集成平台无论是在开发、创建还是解决问题方面和传统

信息集成平台相比都有明显的优势，在当代工业过程自动化控制系统中可以应用

新型集成信息平台，利用新型集成信息平台的优势推动我国工业化的进一步发展。

图2：信息集成平台应用开发环节对比

5工业电气自动化的发展趋势

我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展，节约有效的资源，降低成

本费用，以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术，可

以将我国的电气化使用提高到一定的水平，缩短与世界大国的发展距离，实现自

主研发，对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术

方面的标准，实现规模化、规范化生产。工业电气自动化的发展趋势就是现代分

布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络，以实

现危险分散，促进系统的正常运行；开放化就是要将系统与外界联系，实现各方

的网络连接，提高信息的处理能力；而信息化就是实现设备与网络技术结合，实

现网络自动化和管控一体化。如今，我们已经到了开创电气自动化的新时代了，