關鍵詞：自主創新 　　趙大砥先生，上海市電子電器技術協會副理事長、上海海得控制系統股份有限公司副總經理。 　　有關報道曾將自動化系統集成商定義為客戶設計、盤柜制造、安裝、編程、調試自動化系統的公司，而將單純地從事盤柜制造，或單純地從事編程調試的公司，排除在系統集成商之外，更不必說代理銷售公司。筆者認為該定義的出發點是將系統集成定義為用戶需求、產品制造與投入運營的應用系統之間的中間環節，而把系統集成商定義為具備獨立完成這一環節，即能完成“交鑰匙工程”的公司。我國自動化系統集成技術的提高與集成商的發展有著密切的聯系，本文以海得控制公司為例，闡述自動化系統集成商發展中面臨的幾個問題。 　　一 系統集成能力的形成和發展 　　中國工業控制產品的高端市場，至今仍是國外產品一統天下。這就不難理解，何以中國的自動化系統集成公司多數是“代理起家”。但是，如果這些公司有明確的系統集成目標，就能把代理國外多種產品的過程所積累的技術經驗和技巧拿來為開展系統集成業務所用，并逐步提升自我集成能力。海得公司經過10年時間，擴展和優化了自己基于系統集成思想構建的系列產品，涵蓋了從底層的檢測、執行元件，自動化動力配電系統和交直流傳動系統，到作為基礎控制的PLC、DCS等設備，工廠自動化的網絡、監控和管控一體化軟件等，為發展系統集成業務奠定了產品和技術基礎。 　　在業務模式上，公司有以最終用戶為對象的交鑰匙工程、以專于某行業的工程公司為對象的項目型、系統集成型和以設備制造商電氣控制系統配套（所謂OEM用戶）為對象的機電一體化配套和成套業務。但無論是全方位供應還是整體方案，都離不開優良的系統規劃、解決方案和領先一步的系統集成能力。 　　在近幾年發展起來的網絡業務中，其模式是典型的系統規劃和方案銷售。除交鑰匙工程外，還通過網絡業務廣泛與工程公司、設計院和業主合作，完成了諸如水處理項目、電廠SIS系統、地鐵、煉油廠企業主干網擴建等項目，提供了面向行業應用的工業以太網解決方案，以及與容錯服務器、數據庫軟件、高端冗余PLC和大容量變頻調速系統的綜合系統集成解決方案，并由工程伙伴完成交鑰匙工程。下舉一例。 　　廣州地鐵四號線MCS骨干網采用數據傳輸速率為1000M的工業級以大網構建，不僅滿足目前四號線大學城專線段數據傳輸、交換的要求，還需要為今后向南、向北延伸，以及其他線路的接入預留端口。主控系統針對各集成和互連系統監控的實時性和在突發事故發生時各系統數據量突增的特點，決定網絡的吞吐量必須足夠大，且整個四號線工程為分期實施。基于以上兩點，網絡必須具備擴充能力，并且能夠做到整個系統的運行不受影響。 　　整個系統使用統一的網絡管理軟件對網絡進行監視和控制，能自動識別網絡上的所有產品及其重要的系統參數和配置情況。帶有全面的安全功能，可以控制訪問級別，并具有故障定位，提供詳細的統計報表、歷史趨勢等圖形顯示。網絡管理軟件集成了OPC支持，可將所監控的所有狀態信息直接傳到HMI／SCADA軟件中去。為系統的安全維護增強了安全性和可操作性。 自動化系統集成應當是社會化的服務體系。制造商、設計院、總承包商和咨詢公司。供應商、盤柜廠、工程公司在系統集成的總目標下，應各自發揮其優勢。 　　二 系統集成與行業解決方案 　　目前，業界對系統集成的定義務不相同。大致說來，所謂系統集成是指根據用戶需求，選用性價比優良且有利于實現系統優化的各種技術和產品，將各個產品、局部或子系統連接成為一個完整、可靠、協調、經濟和有效的系統，通過優化實現整體效益的過程見圖1。而自動控制系統集成所采用的產品、技術、方法、過程以至解決方案是具有共性的，通過經驗、知識的積累和提煉，系統集或商形成并提升了自己的系統集成能力。但是，各行業的工藝要求及其在控制系統中的實現，特別是軟件實現，是有其特殊性的，不可能以不變應萬變。要實現特定行業的系統集成，還必須懂得行業工藝的需求和規范。 　　以“中國實驗快堆工程計算機監控系統”項目為例。快堆是一種新型的核反應堆，目前在國際上只有美、法、俄等少數國家擁有這項技術，而作為該項目核心的計算機監控系統也是一項高難度、高可靠性要求的高新技術。 該項目數據采集量和控制點達上萬點，出于核電的特殊要求，數據采集、傳輸、儲有、處理和刷新的實時性和安全可靠要求極為苛刻，對系統冗余、數據分析、事故追憶、安全參數監測等方面提出了嚴格的要求。具體而言在控制器分布式冗余配置、冗余大容量容錯服務器、高速工業以太網雙環網冗余系統、SCADA監控軟件和管理系統的一體化方面以及各個子系統和控制層面的無縫連接方面提出了一系列苛刻的指標，并且是在滿足核工業安全HAF標準的前提下加以實現的。 　　通過對核電系統等特殊行業一些項目的實施，由于在網絡、軟件和控制系統上積累一定經驗，特別是綜合這些技術的較為成熟的大型系統集成解決方案，系統集成商可以在行業應用的工藝要求和特殊功能的實現上，將看似特殊的行業技術要求進行分解，即根據系統集成＋行業工藝和規范，提出了性價比優越的系統集成方案，使領先一步的系統集成能力成為重要的競爭優勢，幫助自身跨越行業門檻。 　　三 系統集成與自主創新 　　提高自主創新能力，創建創新型國家，是我國未來15年的重大戰略決策，而中國企業，將成為其中的主要受惠者。這也正是國家自主創新戰略中要建立以企業為主體、市場為導向、產學研結合的技術創新體系的基本要求。創新型企業代表的是一種嶄新的企業運行和發展模式，要求企業在技術創新的同時，加強戰略、制度和組織創新，其外在的顯著特征是企業擁有自主知識產權和自主品牌，具有較強的持續創新能力。 　　1．高端起重電氣成套設備的自主創新 　　國內的高端起重電氣成套設備大多打著國外著名制造商的品牌。但同時有能力躋身其間的國內公司仍具有較大的空間，選擇性價比優不同品牌的控制器、變頻器、計算機、網絡設備和軟件，進而自行設計、開發應用軟件和完成電器成套，直至投運“交鑰匙”。 　　系統集成的產品和技術可以實行“拿來主義”。但國外的高端核心技術，成本既高，又難以形成可持續的開發能力，因此，必須根據不同的起重裝卸機械和用戶的不同要求，有針對性地開展技術開發、創新和集成，形成自己較為完整的可針對不同機型和應用的起重電氣控制系統集成解決方案。以電氣傳動為核心的起重電氣控制技術又是具有共性的，系統集成的經驗沉淀又為技術創新提出了課題和積累。 　　在快速頻繁裝卸過程中，如果被吊物件搖擺，將影響定點裝卸的準確性，并威脅起重機械設備的安全。因此，電氣控制系統需要精確控制物件搖擺。智能防搖定位控制系統通過動態檢測集裝箱吊具和被吊物件構成的擺長、搖擺角度、速度、位置和載荷等信號，構建基于單擺原理的動態防搖控制模型，實現精確控制物件搖擺。該項國外技術不但價格昂貴，而且有諸多不完善之處。如香港某港務公司花巨資購入某國外著名制造商的技術和設備卻始終無法工常投運。通過與系統集成商的合作開發，完成了該“集裝箱岸邊橋吊防搖與半自動操作控制系統”的算法和軟件開發，取得了良好的效果。高性能起重控制系統集成舉例如圖2。 　　2．優化組態軟件 　　組態軟件是自動化系統集成的重要構件。市場上的商品化組態軟件一般是針對流程工業應用開發的，對機械設備的監控，特別是基于Internet的遠程設備運行狀態和設備維護的需求不相適應。通過為用戶定制，進而自主開發了互聯網監控組態軟件。其功能主要是針對大型機電一體化設備的實時監控、生產管理和對設備的遠程監控及維護。能以較低的成本，通過互聯網實現面向設備制造商和大型設備的遠程監控，實現無需靜態IP地址的基于Internet的遠程數據交換和多對多的遠程設備監控、維護、管理。并且通過系統集成，使自主研發的遠程監控組態軟件也進入了港口起重設備監控領域。 如圖3，由于NetSCADA遠程監控系統具有靈活的網絡構架，用戶可以利用互聯網在任何地點、任何時間、同時連接監控多個遠程現場設備，在此基礎上還可對設備進行遠程監控和維護等工作。通過對集裝箱碼頭的輪胎吊及橋吊的遠程監控應用的實際運行考驗，應用證明，有效地提高了設備監控、維護和故障設備修復的工作效率。 　　對于系統集成商來說，自主開發的組態軟件使他們不但在系統層面上，而且可以通過對軟件產品的改進和再開發，優化系統性能，即通過產品的自主創新進一步提升自身的系統集成能力。 　　作為現場實時信息的數采監控平臺和實時控制與管理系統的接口，系統集成商在軟件研發中還應十分重視軟件的網絡功能、使之成為工業企業的管控一體化的系統集成平臺。在現場級有各種現場總線接口，方便多臺設備聯控；以太網TCP／IP接口，提供更高、更遠的通信方式，方便和企業局域網連接。在遠程級，無需固定IP地址，通過互聯網監控任何互聯網觸及到的設備。在軟件接口上，具有多種接口方式，數據庫接口ODBC、OPC接口、Modbus TCP／IP接口等。 　　3．組態軟件的擴展功能 　　當前，企業對生產管理越來越重視，大型棉紡企業的ERP系統對生產設備的管理提出了新的要求，任何生產數據必須自動記錄，不得有人工的干預。這實質上就是如何消除管理系統與實時控制系統之間的數字鴻溝的問題，是企業信息化對自動化系統集成提出的迫切要求。 　　為此，在組態軟件里增強了班次管理、操作管理、設備管理、故障管理、統計管理等模塊，通過數據發掘、建模和處理，將經處理的生產管理信息，發送到ERP系統。使管理層及時掌握班次、產量、質量、故障數據、設備的啟停、運行時間、工序變化等過程自動記錄，產生變化趨勢和報表，方便診斷和優化經營管理。從而使企業的生產管理系統建立在基礎自動化設備所提供的實時數據基礎之上。