北京國電智深控制技術(shù)有限公司黨委書(shū)記黃煥袍

現代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程快速向大型、綜合、復雜和精細化方向發(fā)展，重大裝備和重大工程越來(lái)越依賴(lài)于控制系統對其進(jìn)行運行控制?？刂葡到y已成為現代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的大腦和神經(jīng)系統，其發(fā)展水平是工業(yè)生產(chǎn)水平的直接體現。其中分散控制系統（簡(jiǎn)稱(chēng)“DCS”）是控制系統的主力軍。

從國家科技發(fā)展角度，將控制系統與人工智能技術(shù)融合，形成國家工業(yè)發(fā)展轉型升級的強大技術(shù)支撐，搶占第四次工業(yè)革命的制高點(diǎn)，是當前業(yè)內科技企業(yè)的機遇，也是使命和責任。從企業(yè)發(fā)展角度，在當前DCS基礎功能趨同背景下，業(yè)內廠(chǎng)家紛紛將目光聚焦到智能化、智慧化方向，研發(fā)智能DCS，力求在新科技浪潮中搶先占位。

智能制造背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、5G等新技術(shù)將對智能DCS的發(fā)展產(chǎn)生深刻影響，我們認為其將有如下的技術(shù)發(fā)展趨勢：

（1）強化數據接入能力，形成泛在感知型系統

在物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)快速發(fā)展中，工業(yè)可感知的數據規模呈爆發(fā)式增長(cháng)，這主要由于先進(jìn)檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)。大量數據中蘊含了工業(yè)現場(chǎng)的設備及系統特征，如何將各類(lèi)物聯(lián)感知數據可靠接入智能DCS，同時(shí)無(wú)縫整合各類(lèi)第三方系統如PLC等的數據，實(shí)現廣義工業(yè)過(guò)程信息的泛在感知，形成后續流程的數據基礎，成為智能DCS的基礎能力需求。對于現場(chǎng)數據的接入方式，我們認為“無(wú)線(xiàn)”和“總線(xiàn)”技術(shù)將逐步占據更多份額。

（2）強化工業(yè)數據分析與知識推理能力，深度解析和挖掘數據價(jià)值

工業(yè)生產(chǎn)數據中蘊藏了大量信息。在泛在數據接入和全廠(chǎng)一體化監控背景下，智能DCS對大量數據進(jìn)行實(shí)時(shí)解析，快速提煉出生產(chǎn)過(guò)程的信息和知識，需要其本身具有深度數據分析和信息可視化能力。工業(yè)過(guò)程中的數據分析計算類(lèi)別包括：控制計算、統計計算、建模計算和知識計算（知識表達與推理）。智能DCS應對上述計算類(lèi)型進(jìn)行便捷、可靠支持，并實(shí)現與人機界面、數據庫系統的高效融合設計。智能DCS將逐步成為工廠(chǎng)實(shí)時(shí)運行層面的“智能中心”。

（3）強化過(guò)程控制能力，將先進(jìn)控制理論和方法實(shí)用化落地

“信息和知識”作為工業(yè)過(guò)程數據深度分析的結果，必須去指導生產(chǎn)才有意義。智能DCS應能夠與底層設備和子系統聯(lián)動(dòng)，采用先進(jìn)控制、智能控制技術(shù)實(shí)現過(guò)程的精準穩定控制（而非僅僅是PID），或能夠為決策者提供可靠的智慧化、可視化指導建議，引導生產(chǎn)過(guò)程趨向最優(yōu)化，提升生產(chǎn)效率、促進(jìn)生產(chǎn)安全。

圖1 智能DCS的感知-分析-控制流程

（4）強化主動(dòng)信息安全能力，支撐廣域聯(lián)網(wǎng)，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)發(fā)展背景下，智能DCS將進(jìn)一步強化全廠(chǎng)一體化監控能力，構成統一的智能化“工廠(chǎng)節點(diǎn)”。另一方面，各個(gè)“工廠(chǎng)節點(diǎn)”將進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)、互動(dòng)，或進(jìn)行集群協(xié)調控制，如各類(lèi)電廠(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、水電站、光伏建筑等的數據進(jìn)行綜合匯聚，形成“區域能源調控中心”，進(jìn)行統一數據展現和分析、指導，是一種“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)現形式。這要求智能DCS具有廣域聯(lián)網(wǎng)能力，跨物理區域、跨網(wǎng)絡(luò )類(lèi)別進(jìn)行穩定的數據鏈接和交互。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年10月刊