以PLC和DCS為代表的第三代控制系統，從上世紀70年代開(kāi)始應用以來(lái)，在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業(yè)過(guò)程控制中獲得迅猛的發(fā)展。那個(gè)時(shí)期，工廠(chǎng)經(jīng)理有兩個(gè)基本選擇：集散控制系統（DCS）或者可編程邏輯控制器（PLC）。盡管兩者功能相似，實(shí)際上卻有很大的不同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，用戶(hù)不論選擇哪一種控制系統，往往都是以犧牲另一種功能為代價(jià)。而最近的十幾年來(lái)，歷史悠久的DCS和PLC公司都轉向共同稱(chēng)之為“混合型控制系統（HCS）”的領(lǐng)域，嘗試著(zhù)把DCS系統的強大功能、復雜性和PLC系統的靈活、開(kāi)放性以及低價(jià)位結合起來(lái)。為此，DCS公司減少了其系統所占用的空間，而PLC公司則開(kāi)始集成其組件以制造更完善的系統。

    天津水泥設計院教授級高工張衛民表示，就水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，水泥行業(yè)的特點(diǎn)就是開(kāi)關(guān)量多，模擬量比較少，回路控制也不多，用混合控制系統最為合適，ABB、西門(mén)子和羅克韋爾推出的FC800、PCS7、Logix多屬于混合控制系統的范疇。同時(shí)在水泥行業(yè)控制系統的供應商也已將先進(jìn)控制算法用于DCS和PLC等控制器中，ABB公司的Optimize IT優(yōu)化專(zhuān)家則集成了Industry IT大量已驗證的先進(jìn)控制技術(shù)及廣泛的專(zhuān)家知識庫，如模糊邏輯、控制模型、神經(jīng)元和模糊控制等，實(shí)現對水泥生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制及實(shí)施優(yōu)化決策管理。

    但是，目前市場(chǎng)上的用戶(hù)并不認為混合控制系統是一種革命性的新產(chǎn)品，也沒(méi)有將它們看成一個(gè)完全不同的產(chǎn)品。而且，目前的國內市場(chǎng)上，既存在如上所述的混合控制系統，也有可通過(guò)裝備回路控制板實(shí)現較多過(guò)程控制功能的PLC。但是，混合控制系統的概念切合了生產(chǎn)實(shí)際，是控制系統的發(fā)展趨勢。從理論上講，當代的DCS與PLC都是混合控制系統，但是作為一種產(chǎn)品，混合控制系統無(wú)疑為用戶(hù)提供了一種新的選擇。

    模塊化、離散化設計成新趨勢

    自動(dòng)化系統的發(fā)展趨勢是由專(zhuān)用的、集中的控制結構向分散化的、獨立的自動(dòng)化模塊發(fā)展。對于現今的工程服務(wù)，雖然模塊化和可利用性的概念已經(jīng)被成功應用在機械和靠近硬件水平的元件上，但是在控制技術(shù)方面，它仍存在一定的局限性。目前廠(chǎng)商為用戶(hù)提供的方案大多是將功能和網(wǎng)絡(luò )連接的多種控制系統分開(kāi)。理想的情況下，機械的、硬件的和軟件的劃分界限是保持一致的。

    在自動(dòng)化界引起關(guān)注的是控制系統正由集中向分散化發(fā)展?；裟犴f爾的Experion PKS平臺包含了大量新技術(shù)，其中之一便是分布式系統架構DSA，它體現的便是離散化設計的概念。

    傳統DCS的集散概念一般停留在一個(gè)生產(chǎn)裝置以?xún)?。一個(gè)生產(chǎn)裝置使用一套獨立控制系統，在不共工段使用不同的操作站，不同的控制器及I/O進(jìn)行各工段的操作和控制。隨著(zhù)現代過(guò)程工業(yè)不斷地往超大規模發(fā)展，每個(gè)生產(chǎn)裝置之間的上下游關(guān)系更加密切，對集散控制系統（DCS）提出了新的要求。不僅要求全流程中每個(gè)生產(chǎn)裝置相對保持獨立性，以利于危險分散，獨立裝置開(kāi)停車(chē)，易于進(jìn)行獨立安裝和維護。而且要求能夠實(shí)現各生產(chǎn)裝置的信息集中管理和共享，這就是更高層次的集散控制概念。分布式系統架構DSA（Distributed System Architecture）將每個(gè)生產(chǎn)裝置用一個(gè)稱(chēng)之為Experion PKS族來(lái)控制，每個(gè)族具有獨立的實(shí)時(shí)過(guò)程數據庫（ERDB），保證每個(gè)族的獨立性。多個(gè)Experion PKS族通過(guò)DSA可以很容易地集成一個(gè)單一的系統中，無(wú)需重復組態(tài)，無(wú)縫集成所有DCS數據。從而實(shí)現各生產(chǎn)裝置的信息集中管理和共享，構成超大規模系統，并且易于擴展。

    DSA可使用各種通用的網(wǎng)絡(luò )，包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。支持微波、衛星、租用專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等，突破地理位置上的分散?？梢哉f(shuō)，Experion?PKS分布式系統架構DSA是控制系統DCS發(fā)展非常重要的一個(gè)趨勢。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)改變過(guò)程控制系統

    作為過(guò)程控制領(lǐng)域新技術(shù)的引領(lǐng)者，艾默生過(guò)程控制有限公司也一直把無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為自己重點(diǎn)技術(shù)之一。艾默生艾默生過(guò)程控制公司市場(chǎng)總監林永春指出，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)一步為公眾所接收，其應用的范圍也在日益擴大，尤其在工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域，無(wú)線(xiàn)技術(shù)對習慣于有線(xiàn)技術(shù)的工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域所帶來(lái)的沖擊是巨大的。到目前為止，大多數的無(wú)線(xiàn)項目用于開(kāi)環(huán)回路的監測，應該說(shuō)，現今的無(wú)線(xiàn)技術(shù)是對有線(xiàn)技術(shù)強有力的補充。由于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用，解決了有線(xiàn)技術(shù)由于投資成本及環(huán)境限制未能實(shí)現的功能，提升了過(guò)程控制精度，為工廠(chǎng)管理帶來(lái)極大效益。應該認識到，過(guò)程控制的無(wú)線(xiàn)化是一場(chǎng)靜悄悄的革命，是一個(gè)逐步滲透的過(guò)程，隨著(zhù)人們認知程度的提高，以及無(wú)線(xiàn)技術(shù)更為可靠、連續、兼容的操作方式將給整個(gè)工業(yè)界以使用的信心，越來(lái)越多的無(wú)線(xiàn)設備將用于工廠(chǎng)。然而，安全有效的工廠(chǎng)操作總是放在第一位的，就目前來(lái)說(shuō)控制功能的應用仍然是通過(guò)有線(xiàn)電纜來(lái)完成的。而今年9月底艾默生在奧蘭多推出了無(wú)線(xiàn)方案的冗余功能，使用戶(hù)有足夠的信心將靈活的易于使用的智能無(wú)線(xiàn)平臺向關(guān)鍵點(diǎn)監測和控制應用領(lǐng)域擴展。

    霍尼韋爾過(guò)程控制部市場(chǎng)戰略經(jīng)理姜亞春介紹說(shuō)，霍尼韋爾最新版本的控制系統Experion PKS已經(jīng)把無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )集成到了控制層，使得無(wú)線(xiàn)設備可以參與到控制之中。姜亞春經(jīng)理表示，“我們認為無(wú)線(xiàn)技術(shù)會(huì )是自動(dòng)化控制的發(fā)展方向，同時(shí)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展又會(huì )改變過(guò)程控制系統的結構?！?BR>
    現場(chǎng)總線(xiàn)升級到工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)

    現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和推廣應用，為全集成自動(dòng)化體系架構的形成和發(fā)展奠定了通信的基礎。另外，從工業(yè)編程語(yǔ)言、現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等各種自動(dòng)化國際標準的制定和推廣應用，也為工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了標準化的基礎。

    當今自動(dòng)化領(lǐng)域內，從工藝現場(chǎng)層到工廠(chǎng)（集團）管理層可經(jīng)由以太網(wǎng)，基本實(shí)現信息的暢通無(wú)縫流通，通過(guò)信息的無(wú)縫集成、過(guò)程優(yōu)化和資源優(yōu)化，實(shí)現物流、信息流、價(jià)值流的集成，以縮短企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本、改進(jìn)服務(wù)和改善環(huán)境，從而提升企業(yè)的市場(chǎng)的應變能力和競爭能力。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域當今較認可的有兩種，一個(gè)是P-NET，它是基于PROFIBUS系統開(kāi)發(fā)的，第二個(gè)是由羅克韋爾為主開(kāi)發(fā)的即CIP（通用工業(yè)協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )）-它包括DeviceNet、 EtherNet/IP、ControlNet.使用實(shí)施以太網(wǎng)技術(shù)后，過(guò)去每一個(gè)點(diǎn)的都要用兩根線(xiàn)接到兩線(xiàn)制儀表，現在只要通過(guò)一根電纜就直接下來(lái)了，不但電纜大量減少且I/0的設備也減小了很多。

    過(guò)程儀表的創(chuàng )新不可忽視

    堡盟過(guò)程儀表產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理李素蓉指出，不論過(guò)程系統如何發(fā)展，功能如何強大，過(guò)程儀表的作用不能被忽視。她進(jìn)一步指出，儀表是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對工藝參數進(jìn)行檢測、顯示、記錄或者控制的基礎。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，對儀表控制系統提出了更高的要求，電動(dòng)儀表逐步向數字化、智能化方向發(fā)展，計算機系統向網(wǎng)絡(luò )化、開(kāi)放化發(fā)展，新一代的儀表主要特點(diǎn)是智能化和數字化。

    工廠(chǎng)的生產(chǎn)好壞很大程度上依賴(lài)于過(guò)程儀表的狀況，這些儀表除了流量、液位、壓力及溫度等參數的傳感器和變送器，還包括分析儀及控制閥。用于過(guò)程技術(shù)的堡盟傳感器和測量設備極其精密和穩定，完全能夠滿(mǎn)足應用要求。尤其是在極端環(huán)境條件下，它們也能進(jìn)行準確的測量。良好的產(chǎn)品質(zhì)量不僅延長(cháng)了使用壽命，而且降低了維護周期，提高了過(guò)程生產(chǎn)的安全性和效率。

    以PLC和DCS為代表的第三代控制系統，從上世紀70年代開(kāi)始應用以來(lái)，在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業(yè)過(guò)程控制中獲得迅猛的發(fā)展。那個(gè)時(shí)期，工廠(chǎng)經(jīng)理有兩個(gè)基本選擇：集散控制系統（DCS）或者可編程邏輯控制器（PLC）。盡管兩者功能相似，實(shí)際上卻有很大的不同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，用戶(hù)不論選擇哪一種控制系統，往往都是以犧牲另一種功能為代價(jià)。而最近的十幾年來(lái)，歷史悠久的DCS和PLC公司都轉向共同稱(chēng)之為“混合型控制系統（HCS）”的領(lǐng)域，嘗試著(zhù)把DCS系統的強大功能、復雜性和PLC系統的靈活、開(kāi)放性以及低價(jià)位結合起來(lái)。為此，DCS公司減少了其系統所占用的空間，而PLC公司則開(kāi)始集成其組件以制造更完善的系統。

    天津水泥設計院教授級高工張衛民表示，就水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，水泥行業(yè)的特點(diǎn)就是開(kāi)關(guān)量多，模擬量比較少，回路控制也不多，用混合控制系統最為合適，ABB、西門(mén)子和羅克韋爾推出的FC800、PCS7、Logix多屬于混合控制系統的范疇。同時(shí)在水泥行業(yè)控制系統的供應商也已將先進(jìn)控制算法用于DCS和PLC等控制器中，ABB公司的Optimize IT優(yōu)化專(zhuān)家則集成了Industry IT大量已驗證的先進(jìn)控制技術(shù)及廣泛的專(zhuān)家知識庫，如模糊邏輯、控制模型、神經(jīng)元和模糊控制等，實(shí)現對水泥生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制及實(shí)施優(yōu)化決策管理。

    但是，目前市場(chǎng)上的用戶(hù)并不認為混合控制系統是一種革命性的新產(chǎn)品，也沒(méi)有將它們看成一個(gè)完全不同的產(chǎn)品。而且，目前的國內市場(chǎng)上，既存在如上所述的混合控制系統，也有可通過(guò)裝備回路控制板實(shí)現較多過(guò)程控制功能的PLC。但是，混合控制系統的概念切合了生產(chǎn)實(shí)際，是控制系統的發(fā)展趨勢。從理論上講，當代的DCS與PLC都是混合控制系統，但是作為一種產(chǎn)品，混合控制系統無(wú)疑為用戶(hù)提供了一種新的選擇。

    模塊化、離散化設計成新趨勢

    自動(dòng)化系統的發(fā)展趨勢是由專(zhuān)用的、集中的控制結構向分散化的、獨立的自動(dòng)化模塊發(fā)展。對于現今的工程服務(wù)，雖然模塊化和可利用性的概念已經(jīng)被成功應用在機械和靠近硬件水平的元件上，但是在控制技術(shù)方面，它仍存在一定的局限性。目前廠(chǎng)商為用戶(hù)提供的方案大多是將功能和網(wǎng)絡(luò )連接的多種控制系統分開(kāi)。理想的情況下，機械的、硬件的和軟件的劃分界限是保持一致的。

    在自動(dòng)化界引起關(guān)注的是控制系統正由集中向分散化發(fā)展?；裟犴f爾的Experion PKS平臺包含了大量新技術(shù)，其中之一便是分布式系統架構DSA，它體現的便是離散化設計的概念。

    傳統DCS的集散概念一般停留在一個(gè)生產(chǎn)裝置以?xún)?。一個(gè)生產(chǎn)裝置使用一套獨立控制系統，在不共工段使用不同的操作站，不同的控制器及I/O進(jìn)行各工段的操作和控制。隨著(zhù)現代過(guò)程工業(yè)不斷地往超大規模發(fā)展，每個(gè)生產(chǎn)裝置之間的上下游關(guān)系更加密切，對集散控制系統（DCS）提出了新的要求。不僅要求全流程中每個(gè)生產(chǎn)裝置相對保持獨立性，以利于危險分散，獨立裝置開(kāi)停車(chē)，易于進(jìn)行獨立安裝和維護。而且要求能夠實(shí)現各生產(chǎn)裝置的信息集中管理和共享，這就是更高層次的集散控制概念。分布式系統架構DSA（Distributed System Architecture）將每個(gè)生產(chǎn)裝置用一個(gè)稱(chēng)之為Experion PKS族來(lái)控制，每個(gè)族具有獨立的實(shí)時(shí)過(guò)程數據庫（ERDB），保證每個(gè)族的獨立性。多個(gè)Experion PKS族通過(guò)DSA可以很容易地集成一個(gè)單一的系統中，無(wú)需重復組態(tài)，無(wú)縫集成所有DCS數據。從而實(shí)現各生產(chǎn)裝置的信息集中管理和共享，構成超大規模系統，并且易于擴展。

    DSA可使用各種通用的網(wǎng)絡(luò )，包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。支持微波、衛星、租用專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等，突破地理位置上的分散?？梢哉f(shuō)，Experion?PKS分布式系統架構DSA是控制系統DCS發(fā)展非常重要的一個(gè)趨勢。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)改變過(guò)程控制系統

    作為過(guò)程控制領(lǐng)域新技術(shù)的引領(lǐng)者，艾默生過(guò)程控制有限公司也一直把無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為自己重點(diǎn)技術(shù)之一。艾默生艾默生過(guò)程控制公司市場(chǎng)總監林永春指出，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)一步為公眾所接收，其應用的范圍也在日益擴大，尤其在工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域，無(wú)線(xiàn)技術(shù)對習慣于有線(xiàn)技術(shù)的工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域所帶來(lái)的沖擊是巨大的。到目前為止，大多數的無(wú)線(xiàn)項目用于開(kāi)環(huán)回路的監測，應該說(shuō)，現今的無(wú)線(xiàn)技術(shù)是對有線(xiàn)技術(shù)強有力的補充。由于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用，解決了有線(xiàn)技術(shù)由于投資成本及環(huán)境限制未能實(shí)現的功能，提升了過(guò)程控制精度，為工廠(chǎng)管理帶來(lái)極大效益。應該認識到，過(guò)程控制的無(wú)線(xiàn)化是一場(chǎng)靜悄悄的革命，是一個(gè)逐步滲透的過(guò)程，隨著(zhù)人們認知程度的提高，以及無(wú)線(xiàn)技術(shù)更為可靠、連續、兼容的操作方式將給整個(gè)工業(yè)界以使用的信心，越來(lái)越多的無(wú)線(xiàn)設備將用于工廠(chǎng)。然而，安全有效的工廠(chǎng)操作總是放在第一位的，就目前來(lái)說(shuō)控制功能的應用仍然是通過(guò)有線(xiàn)電纜來(lái)完成的。而今年9月底艾默生在奧蘭多推出了無(wú)線(xiàn)方案的冗余功能，使用戶(hù)有足夠的信心將靈活的易于使用的智能無(wú)線(xiàn)平臺向關(guān)鍵點(diǎn)監測和控制應用領(lǐng)域擴展。

    霍尼韋爾過(guò)程控制部市場(chǎng)戰略經(jīng)理姜亞春介紹說(shuō)，霍尼韋爾最新版本的控制系統Experion PKS已經(jīng)把無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )集成到了控制層，使得無(wú)線(xiàn)設備可以參與到控制之中。姜亞春經(jīng)理表示，“我們認為無(wú)線(xiàn)技術(shù)會(huì )是自動(dòng)化控制的發(fā)展方向，同時(shí)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展又會(huì )改變過(guò)程控制系統的結構?！?BR>
    現場(chǎng)總線(xiàn)升級到工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)

    現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和推廣應用，為全集成自動(dòng)化體系架構的形成和發(fā)展奠定了通信的基礎。另外，從工業(yè)編程語(yǔ)言、現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等各種自動(dòng)化國際標準的制定和推廣應用，也為工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了標準化的基礎。

    當今自動(dòng)化領(lǐng)域內，從工藝現場(chǎng)層到工廠(chǎng)（集團）管理層可經(jīng)由以太網(wǎng)，基本實(shí)現信息的暢通無(wú)縫流通，通過(guò)信息的無(wú)縫集成、過(guò)程優(yōu)化和資源優(yōu)化，實(shí)現物流、信息流、價(jià)值流的集成，以縮短企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本、改進(jìn)服務(wù)和改善環(huán)境，從而提升企業(yè)的市場(chǎng)的應變能力和競爭能力。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域當今較認可的有兩種，一個(gè)是P-NET，它是基于PROFIBUS系統開(kāi)發(fā)的，第二個(gè)是由羅克韋爾為主開(kāi)發(fā)的即CIP（通用工業(yè)協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )）-它包括DeviceNet、 EtherNet/IP、ControlNet.使用實(shí)施以太網(wǎng)技術(shù)后，過(guò)去每一個(gè)點(diǎn)的都要用兩根線(xiàn)接到兩線(xiàn)制儀表，現在只要通過(guò)一根電纜就直接下來(lái)了，不但電纜大量減少且I/0的設備也減小了很多。

    過(guò)程儀表的創(chuàng )新不可忽視

    堡盟過(guò)程儀表產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理李素蓉指出，不論過(guò)程系統如何發(fā)展，功能如何強大，過(guò)程儀表的作用不能被忽視。她進(jìn)一步指出，儀表是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對工藝參數進(jìn)行檢測、顯示、記錄或者控制的基礎。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，對儀表控制系統提出了更高的要求，電動(dòng)儀表逐步向數字化、智能化方向發(fā)展，計算機系統向網(wǎng)絡(luò )化、開(kāi)放化發(fā)展，新一代的儀表主要特點(diǎn)是智能化和數字化。

    工廠(chǎng)的生產(chǎn)好壞很大程度上依賴(lài)于過(guò)程儀表的狀況，這些儀表除了流量、液位、壓力及溫度等參數的傳感器和變送器，還包括分析儀及控制閥。用于過(guò)程技術(shù)的堡盟傳感器和測量設備極其精密和穩定，完全能夠滿(mǎn)足應用要求。尤其是在極端環(huán)境條件下，它們也能進(jìn)行準確的測量。良好的產(chǎn)品質(zhì)量不僅延長(cháng)了使用壽命，而且降低了維護周期，提高了過(guò)程生產(chǎn)的安全性和效率。