自分布式控制系統(tǒng)（DCS）誕生以來，它就始終是各類自動化策略里最為關鍵的構(gòu)成部分之一，能夠把原本彼此獨立的應用程序整合起來。沒有其他自動化技術能夠帶來相同級別的開箱即用自動化組件集成，以及強大的數(shù)據(jù)情境化。全球各地的工廠都依靠其 DCS 來更輕松地實施復雜的過程控制策略，從而實現(xiàn)關鍵的業(yè)務差異化優(yōu)勢。
在過去幾年間，世界發(fā)生了翻天覆地的變化。全球范圍的制造企業(yè)都面臨著提高生產(chǎn)效率以滿足不斷變化和擴大的新需求，同時還需響應政府和公眾對可持續(xù)運營的呼吁。這些轉(zhuǎn)變催生了永不停歇的數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮，加劇了工廠運營的復雜性，對優(yōu)化和連接性提出了更高要求。實時控制固然重要，但已不再是全部。
01作為集成數(shù)據(jù)樞紐的DCS
人們或許會認為，隨著過程控制領域愈發(fā)以數(shù)據(jù)為中心，專注于比例-積分-微分（PID）回路和聯(lián)鎖的控制系統(tǒng)會默默在角落里獨立運行，完成任務，而工程師和IT團隊則構(gòu)建新的獨立系統(tǒng)網(wǎng)絡，連接用于監(jiān)控和優(yōu)化的傳感器。理論上，這種策略允許組織將數(shù)據(jù)引入關鍵應用，無需處理通過DCS控制器傳輸數(shù)據(jù)的復雜性和成本。
然而，在過去十年中團隊開始嘗試這種路徑后，學到了寶貴的一課：過程優(yōu)化離不開數(shù)據(jù)情境化。若忽視DCS及其賦予數(shù)據(jù)情境的能力，就會降低有效運用所收集數(shù)據(jù)的水平。這反過來又迫使團隊去探尋整合系統(tǒng)、獲取背景信息的新途徑。如此一來，不僅增加了工作的復雜性，致使維護最終形成的系統(tǒng)架構(gòu)變得極為困難，還削弱了推動未來業(yè)務發(fā)展所需的靈活性。
具有前瞻性眼光的自動化供應商已察覺到這一難題，當下正著力對現(xiàn)代DCS系統(tǒng)進行改進。DCS正逐步演變?yōu)橐粋€以數(shù)據(jù)為核心、具備安全性、可擴展性且易于操作的綜合性軟件自動化平臺，摒棄了以往那種所有過程皆依賴控制器的架構(gòu)模式，與此同時，還保留了其無需復雜配置就能集成各類不同應用的即開即用特性。
因此，實現(xiàn)改進與優(yōu)化的最佳策略，并非圍繞以控制器為核心的DCS構(gòu)建復雜的新型解決方案體系，而是把現(xiàn)代化的DCS置于自動化策略的核心位置。如此一來，企業(yè)組織便能運用當下可用的新功能，為即將來臨的范式轉(zhuǎn)變做好充分準備。在這一轉(zhuǎn)變中，卓越運營將由處于全面自動化平臺核心、以數(shù)據(jù)為導向的DCS來驅(qū)動。
02現(xiàn)代DCS系統(tǒng)的強大功能
提及控制系統(tǒng)，人們腦海中往往會浮現(xiàn)出現(xiàn)場設備與輸入/輸出（I/O）卡進行通信，隨后將信號傳輸至控制器，并在控制室的人機界面（HMI）上呈現(xiàn)結(jié)果的畫面。然而，如今的現(xiàn)代DCS解決方案已遠非如此。
先進過程控制、報警管理、設備管理、高級分析、數(shù)據(jù)歷史記錄、仿真、高級人機界面（HMI）以及開放平臺通信統(tǒng)一架構(gòu)（OPC UA）等技術，對于更精確地控制復雜過程并降低變異性至關重要，且已成為當今 DCS 的組成部分。若將這些應用程序拆分成各種不同的解決方案以實現(xiàn)隔離控制，便會迅速形成一個復雜的定制化工程連接網(wǎng)絡，這需要投入大量成本來進行管理和維護 。
更好的方法是將現(xiàn)代DCS置于自動化平臺的核心位置，這樣一來，企業(yè)無需開展復雜的工程工作，就能構(gòu)建出具備上述所有功能的解決方案。
此外，新的邊緣技術的應用不斷增加從DCS流向外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。邊緣環(huán)境解決方案借助數(shù)據(jù)二極管實現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)從控制系統(tǒng)單向傳輸至各類第三方應用，這使得將經(jīng)過情境化處理的 DCS數(shù)據(jù)分發(fā)至在任何地點來運行優(yōu)化應用變得更為簡便，且更具成本效益。
03新技術將增強DCS作為核心自動化平臺的功能
未來幾年，以太網(wǎng)高級物理層（Ethernet APL）等新技術將徹底改變控制領域的現(xiàn)狀。通過更為快速的網(wǎng)絡連接，從數(shù)量眾多的連接設備中獲取海量數(shù)據(jù)。工廠一方面需要找到將這些數(shù)據(jù)納入自身自動化架構(gòu)的途徑，而支持以太網(wǎng)高級物理層功能的現(xiàn)代控制系統(tǒng)，無疑是完成此項任務的最佳選擇；另一方面，還需確保數(shù)據(jù)能通過控制系統(tǒng)，高效地傳輸至其它各類應用。要想既高效又低成本地實現(xiàn)這一目標，就得避免開展復雜的工程作業(yè)。
升級至新型DCS系統(tǒng)無疑是一個高效的解決方案，這類DCS專為在綜合自動化平臺的核心位置運行而設計。先進的自動化供應商已在對新技術進行試驗，比如借助軟件定義的控制器來提升DCS的靈活性。這一舉措將控制器軟件與硬件相分離，同時開辟新的數(shù)據(jù)路徑，以便更高效的通過DCS傳輸數(shù)據(jù)。這些解決方案能夠讓應用情境的設置更加簡便，而不會增加復雜性或降低靈活性。
此外，創(chuàng)新者們正在設計全新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，借助OPC UA和MQTT等開放協(xié)議，推動控制系統(tǒng)從以往主要聚焦于 PID控制和聯(lián)鎖功能實現(xiàn)轉(zhuǎn)變。這一變革將打造出一個以數(shù)據(jù)為核心、具備安全性且高效的數(shù)據(jù)傳輸平臺，同時依然能夠提供實時控制。這個全新的平臺，將使各類應用程序得以完全集成，充分利用智能現(xiàn)場設備的情境化數(shù)據(jù)，而不再依賴控制器作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ宦窂健?/span>
無界自動化（Boundless Automation）是自動化系統(tǒng)打破孤島、實現(xiàn)卓越運營的終極目標。隨著可持續(xù)性、可靠性和效率目標不斷給團隊施壓，促使他們借助自動化完成更多任務，從現(xiàn)場到邊緣、再到云端的無縫數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的無限自動化驅(qū)動集成架構(gòu)，將助力團隊達成這些目標。
DCS承擔著關鍵任務的操作，但傳統(tǒng)DCS對控制器過度依賴，這導致在處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及與其它系統(tǒng)交互時，變得更為復雜。然而，試圖通過為每一項必要功能構(gòu)建全新架構(gòu)（甚至通過代理形成新的孤立模塊）來隔離DCS并非解決之道——畢竟控制系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)情境化功能極具價值。相反，正確做法是對DCS進行現(xiàn)代化改造，并將其置于現(xiàn)代自動化平臺的核心位置，充分利用現(xiàn)有的高級功能，同時為即將出現(xiàn)的新技術和新功能做好準備。
在未來幾年，具備靈活性且以數(shù)據(jù)為導向的自動化平臺將成為獲取競爭優(yōu)勢的關鍵。這類解決方案并非遙不可及，具有前瞻性思維的供應商目前正在為其奠定基礎。如今，富有創(chuàng)新精神的企業(yè)已經(jīng)在運用現(xiàn)代自動化平臺充分挖掘DCS的全部價值，與此同時，無縫實施最為寶貴的優(yōu)化技術與過程控制策略。通過這些策略，制造企業(yè)不但提升了當下的運營效能，還為即將開啟無限可能未來的新技術充分做好準備。
