基本介紹
- 中文名：控制信息系統
- 外文名：control information system
- 簡稱：CIS
- 領域：計算機、自動化、控制
- 釋義：將控制系統和信息系統集成
- CIS產品要求：標準化、可移植性、可伸縮性等
背景,發展過程,CIS的結構及其特點,現場測控級,過程監控級,綜合管理級,CIS的優點（特點）,CIS產品要求,
背景
現代科學技術的發展，使人類社會進入了資訊時代。特別是進入90年代以來，控制系統和信息管理系統都曾經各自向著自己的發展方向經歷了迅猛的發展過程，但隨著企業的不斷發展，對控制系統和信息系統的結合產生了巨大的需求，因此發展控制信息系統，建立企業全面的生產數據採集、傳輸、分析、存儲、管理的綜合系統成為迫切的任務。
現實情況是國內許多大中型企業在建立或規劃MIS時往往會忽略控制系統的各類信息，造成這種忽略的原因既有主觀規劃上的遺漏，但更多的是客觀上的原因，即由於受到技術條件的限制而無法有效、全面地利用原始、實時、準確的控制信息，使控制系統與MIS脫節而成為一個信息“孤島”。這必然會導致：
（1）企業決策時，缺乏準確、及時的原始數據和情況分析。
（2）企業管理中的信息冗餘、準確性差、不暢通。
（3）企業計畫能力差，導致生產不均衡，影響產品質量和能源的合理使用。
因此，隨著企業信息化進程的不斷發展，許多企業已不能滿足於控制系統和管理信息系統(MIS)的分離套用，而是需將控制系統與MIS緊密地結合起來，即建立控制信息系統，達到信息集成與決策，以便解決企業中的許多複雜問題。
發展過程
工業控制系統經歷了簡單儀表系統，電動單元組合儀表系統，集中控制系統和集散控制系統幾個發展階段。90年代以來，依靠微電子工業的帶動，微處理器和微控制器在工業控制領域全面套用，並逐漸發展出現了將控制技術、計算機技術和網路技術結合的新一代控制技術———現場匯流排控制系統(Field- bus Control System)，將網路概念全面引入控制現場。FCS的技術基礎就是各類匯流排式智慧型感測器，匯流排式智慧型執行器和匯流排式智慧型控制模組，這類產品的開發和產業化是全面推廣控制信息系統的關鍵之一。
工業自動化控制信息系統在控制領域的發展大致經歷了這樣幾個階段：
（1）人工錄入數據，生成報表，人工分析；
（2）車間級小型計算機控制系統的自動採集，半人工分析；
（3）廠級各類計算機控制系統數據的單機管理軟體。
CIS的結構及其特點
計算機控制信息系統一般分為三級：現場控制級、過程監控級和綜合管理級。
現場測控級
現場測控級的主要任務是對生產工藝過程和生產設備實施測量和控制，按上級給定的任務和調度命令進行生產。這一級可以由許多直接分布在現場測控對象附近的獨立單元組成。每一個現場測控單元都能獨立工作，同時又通過現場通信網路相互交換信息以及與上級交換信息。
現場測控級具有如下特點：
（1）由於生產工藝過程種類繁多，生產設備更是五花八門，因此現場測控設備必然是多種多樣，難以統一。最常見的有可程式控制器、單迴路調節器、多迴路調節器、工業控制機、各種分散式I/O設備及各類現場匯流排等。
（2）現場測控級設備比上位機更需適應生產現場的惡劣環境，尤其是各種大功率生產設備的電磁千擾污染了現場測控級設備周圍的空間、電源和地線系統，必須有精心的電磁兼容性設計才能保證長期穩定可靠。除此之外，溫度、濕度、粉塵和有害氣體等都是必須考慮的，有的場合還要求抗衝擊和抗振動。
（3）對現場級測控級設備的實時性要求最高，為此必須有足夠高的採樣率和速度。相對來講，倒不要求它去處理複雜的事務。一般要求每個現場測控級單元都能脫離上位機而獨立工作，它的通信信息量往往不是很大，也不要求特別高的通信速率。
（4）現場級測控設備要簡單可靠和低廉。因為在一個系統中，現場設備的數量多，又直接與工人打交道，直接與生產過程接口，所以要求它越“疲勞”越好，應簡單易學，顯示(尤其是報警)直觀醒目，維修容易(主要靠更換備份件)。
過程監控級
過程監控級的主要任務是監視現場級生產設備運行的情況，收集生產工藝過程的主要參數和狀態，發現異常時報警。同時對現場測控單元發布必要的命令，如設定給定值等，使生產設備能協調一致工作，保證對工藝過程的最佳控制。過程監控級還要負擔部分管理工作，例如形成各車間的日報表、顯示關鍵參數趨勢曲線和統計圖、進行產品質量跟蹤等，使車間對工人的管理建立在科學基礎上。這一級可包括多個監控主機，並且通過網路實現對上、對下和相互通信。
過程監控級具有如下特點：
（1）過程監控級是由一些過程監控站構成的，每個站管轄一部分現場級測控單元設備，站與站之間可以建立一定的通信聯繫，尤其是在需要容錯支持的場合。如果上面還有管理級，則過程監控站還必須能對上通信。
（2）過程監控站包含了與操作員和工程師都有關的系統功能，包含了在運轉成套設備時必要的操作員功能，包含了系統建立、調試和維護以及系統管理等必要的工程師功能。 首先，過程監控站實時地向操作員顯示現場過程和現場設備各種信息，特別是通過豐富多采的CRT圖形方式，將圖形、文字、數據、表格和顏色等集成在同一畫面上，直觀和鮮明。顯示的內容不僅是監視的視窗，也是指導操作的依據。
（3）過程監控站具有豐富的組態功能，這是建立、增減和改變系統所必要的，使工程師和操作員容易定義和修改系統的各種參數。
綜合管理級
綜合管理級的主要任務是實行全企業性管理，因此既要採集來自下級的實時生產數據，又要人工輸入大量事務管理信息。這一級的任務是完成綜合目標的最佳化管理。要建立一個綜合信息的資料庫，統計出產量、質量、能耗、原材料消耗、成本核算、銷售收入、利潤等數據，形成各類報表，使對各車間的管理建立在科學基礎上。這一級可以與辦公室自動化和事務管理網融為一體。
CIS的優點（特點）
（1）實現控制網路與信息網路的信息集成，建立綜合實時信息庫，為企業最佳化控制、生產調度、計畫決策提供依據，創造良機。
（2）建立分散式資料庫管理功能，保證數據一致性、完整性和可互操作性。
（3）現場控制信息、生產情況實時與企業信息網通信，通過企業信息網Intranet，有關人員可在任何地方通過標準化的、友好的、統一的圖形界面瀏覽了解企業的生產情況。
（4）能夠實現對控制網路工作狀態的遠程監控，最佳化調度，也能實現控制網路的遠程診斷與維護等。
（5）可進行控制網路的遠程軟體維護與下載新版本軟體。
CIS產品要求
信息系統發展主要依賴於網路建設和資料庫技術的發展，隨著企業各類網路系統的建設，Intranet、Internet技術的發展，對將生產第一線數據直接在區域網路、廣域網路上共享，藉以對生產進行準確和及時地干預，產生了極強的需求，部分用戶甚至產生了能從最高層網直接控制最低層現場級設備的需求。企業採用的技術手段主要是將控制網路和信息網路分開建設，然後再用網關技術相由於各類系統和設備的相互封閉性和缺乏互操作性，使由各類廠商提供的各種獨立系統互連始終是困擾企業的一個問題，市場上也缺乏這樣的實用化的全面解決企業從數據採集、傳輸、分析、存儲、管理等各方面需求的統一產品，因此這類系統型的產品應具備以下幾個要求：
（1）標準化：與國際上有關的程式設計、通信、網路管理、界面表示、系統接口等標準兼容，開放系統互連的任何站點都是平等的；
（2）可移值性：應用程式可在多平台上移植；
（3）可伸縮性：系統的規模、功能、性能可根據需求伸縮；
（4）可互操作性：系統的設計或實現均不依賴特定供應商的硬體設備或軟體平台。
