面向工业4.0的集成工程

作者:Martin Dubovy,本文作者供职于德国罗斯博格工程公司。 文章来源:《流程工业》 发布时间:2015-10-28

几十年来,在过程工业工厂中“集成工程”已经有了突出表现——只使用一种软件工具运用于装置整个生命周期听起来仍然很诱人。然而,在实践中事情看起来完全不同。现实中的过程工业是多样化的,所以软件解决方案是对现代I&C-CAE系统标准化接口的需求。标准化接口化解了多样化系统环境中的沟通障碍,并以高利润、安全性好且可用性高的工厂装置为工业4.0更接近现实的一步,铺平了道路。

今天的生产装置通常是由许多子装置组成,每个子装置在不同时间执行、扩展、添加以及进行现代化操作。想保持这种模块化的“美景”——需要多样化的生产力以及大量的集成工作。EPC(设计、采购和施工)公司负责详细设计和控制、采购并实施施工和安装工作,必须面对相关的挑战。在一个均衡的世界一切肯定会更容易——至少给人的第一印象是这样的。所有解决方案都是相似的结构,对于不同的接口的限制也很少。

让多样化的工程世界无缝衔接

然而,更大的疑问是,“一切从一源”的原则是否能实现。这是“多样化的世界”,要为工业工厂的方方面面做到最完美的衔接,从而为创新的解决方案铺平道路。为了使装置的运行过程更加顺利,正确的接口原则需要应用在工厂全生命周期的每一个阶段,从设计到运行、工艺改进、扩充以及现代化改造。在这里,你可以找到工业4.0目前正在拟订的仪表和控制技术标准,例如,DIN EN 62424(仪表与控制工程任务),IEC 61987(属性列表),I&C和DC之间的NE 150(数据交换工程)和IEC 62541(OPC架构)。然而, 这仅仅是一个开始,努力还远远没有结束。现在我们已经有了一个中间系统工程工具,恰当的接口和创建一致、统一的文档,是消除沟通障碍的先决条件。这使得项目设计和交货时间被缩小并且项目的风险也减至最低。

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I&C-CAE 系统

罗斯博格工程公司推出ProDOK已有25年,作为强大的I&C-CAE系统,ProDOK确保了完整和统一的设计过程。Prodok NG新一代升级软件结合了几十年的经验和最先进的软件技术,使I&C-CAE系统“开箱即用”的解决方案更加简单、灵活和高性价比,并为可视化、模块化、集成到不同的系统环境、数据库和云应用程序提供了新的可能性。

版本修订接口是必不可少的

各种不同的软件解决方案要想一起工作,这对软件接口势必是一种挑战。罗斯博格工程公司的自动化专家从自身的经验中深知这一点。他们的I&C-CAE设计工具PRODOK NG支持工厂的设计和施工,同时使用的工具还有文档管理软件Livedok,可实现跨越设计阶段并伴随工厂的整个生命周期对装置进行运行和维护。需要特别注意的是,数据交换是以修正版进行的。在工厂的设计、施工和试运行阶段,通常使用许多不同的软件工具,为了让这些软件中的数据完美无缝地融入现有的系统环境中,设计过程中的所有相关数据文件,都要传递到I&C-CAE系统中。这需要借助可靠的“适配器”,在这里参与工程设计的其他软件工具提供的相关数据都被转换并传递到PRODOK NG中。

数据导入:设计过程实例

在实践中的例子是软件最好的说明。在工厂设计中,每家EPC企业都使用他们惯用的工具生成过程设计数据。如使用了适配器,虽然各家采用的数据生成工具不同,但对最终数据没有影响。 EPC 交付的设备数据和信号以一个预先确定的标准XLS格式通过导入模块传递到设计系统,接着该系统接管所有的工艺设计数据并集中管理。在导入过程中,变更的数据被标记和记录。因此,系统中还包括有关数据变更的信息,例如由谁变更和变更状态,如“临时”或“最终”。由于是源系统,相应修改技术被集成到适配器中。

在其他所有领域,包括DCS工程和采购领域,沟通一样无障碍。相应的数据导入接口的范围也在不断扩展。举例来说,有SmartPlant P&ID,AutoCADP&ID和类似系统的版本修订接口。当然适配器也可以配置通常的标准数据交换过程所涉及的过程设计和I&C- CAE设计,以及个别的ISO15926或CAEX等软件系统,CAD核心平台已经集成到新的PRODOK NG,从而降低了用户的使用成本。通信标准ECL@ss还提供标准化的设备规格书和导入生产厂家的数据,可以节约大量的设备采购时间。

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LiveDOK ——轻松管理电子文档

 

装置文档越贴合实际情况,员工的工作效率就会越高。LiveDOK是专门为装置的过程控制和运行支持而开发和定制的电子文档管理系统。装置可以在系统中进行文档电子化记录,从而告别昂贵的纸制变更以及费时的搜索。LiveDOK覆盖整个装置文档生命周期,从前期的准备工作到轻松变更文档版本。使用高性能和直观的工具在LiveDOK浏览器导航中的电子文档和变更文档中查找和更改就像小孩子玩游戏一样轻松。

可扩展的操作界面和云兼容性

对用户更有优势的特点是Microsoft.NET框架4.5,并且基于Windows Presentation Foundation(WPF)的用户接口,可实现功能和设计分离并提供矢量图形,适应任何分辨率——无论是台式机、移动设备或网络浏览器。 PRODOK NG也兼容云功能,确保在世界各地的不同位置都可以工作,并支持跨地区使用项目数据。在这里,PRODOK的自动版本管理功能也发挥了很大作用,因为更改或删除的数据和文件一直被标记,可依此来识别文档状态。如果软件工具中的数据是不同语言的,“适配器”还可以进行翻译。这意味着,在多样化的过程工厂世界,无论是在设计还是调试或者工厂的整个生命周期内,沟通带来的障碍已经成为过去。加上LiveDok,随着移动设备的接入,检查列表随时可以进行工作,PRODOK NG确保“实时”竣工文档始终是当前最新的。

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