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北京國電智深控制技術有限公司黨委書記黃煥袍

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程快速向大型、綜合、復雜和精細化方向發(fā)展，重大裝備和重大工程越來越依賴于控制系統(tǒng)對其進行運行控制。控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，其發(fā)展水平是工業(yè)生產(chǎn)水平的直接體現(xiàn)。其中分散控制系統(tǒng)（簡稱“DCS”）是控制系統(tǒng)的主力軍。

從國家科技發(fā)展角度，將控制系統(tǒng)與人工智能技術融合，形成國家工業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級的強大技術支撐，搶占第四次工業(yè)革命的制高點，是當前業(yè)內(nèi)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(nèi)廠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發(fā)展趨勢：

（1）強化數(shù)據(jù)接入能力，形成泛在感知型系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)和5G技術快速發(fā)展中，工業(yè)可感知的數(shù)據(jù)規(guī)模呈爆發(fā)式增長，這主要由于先進檢測技術、傳感器技術的快速發(fā)展推動。大量數(shù)據(jù)中蘊含了工業(yè)現(xiàn)場的設備及系統(tǒng)特征，如何將各類物聯(lián)感知數(shù)據(jù)可靠接入智能DCS，同時無縫整合各類第三方系統(tǒng)如PLC等的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)廣義工業(yè)過程信息的泛在感知，形成后續(xù)流程的數(shù)據(jù)基礎，成為智能DCS的基礎能力需求。對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接入方式，我們認為“無線”和“總線”技術將逐步占據(jù)更多份額。

（2）強化工業(yè)數(shù)據(jù)分析與知識推理能力，深度解析和挖掘數(shù)據(jù)價值

工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)中蘊藏了大量信息。在泛在數(shù)據(jù)接入和全廠一體化監(jiān)控背景下，智能DCS對大量數(shù)據(jù)進行實時解析，快速提煉出生產(chǎn)過程的信息和知識，需要其本身具有深度數(shù)據(jù)分析和信息可視化能力。工業(yè)過程中的數(shù)據(jù)分析計算類別包括：控制計算、統(tǒng)計計算、建模計算和知識計算（知識表達與推理）。智能DCS應對上述計算類型進行便捷、可靠支持，并實現(xiàn)與人機界面、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高效融合設計。智能DCS將逐步成為工廠實時運行層面的“智能中心”。

（3）強化過程控制能力，將先進控制理論和方法實用化落地

“信息和知識”作為工業(yè)過程數(shù)據(jù)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(tǒng)聯(lián)動，采用先進控制、智能控制技術實現(xiàn)過程的精準穩(wěn)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)過程趨向最優(yōu)化，提升生產(chǎn)效率、促進生產(chǎn)安全。

圖1 智能DCS的感知-分析-控制流程

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

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G技術發(fā)展背景下，智能DCS將進一步強化全廠一體化監(jiān)控能力，構成統(tǒng)一的智能化“工廠節(jié)點”。另一方面，各個“工廠節(jié)點”將進一步聯(lián)網(wǎng)、互動，或進行集群協(xié)調(diào)控制，如各類電廠、風場、水電站、光伏建筑等的數(shù)據(jù)進行綜合匯聚，形成“區(qū)域能源調(diào)控中心”，進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)展現(xiàn)和分析、指導，是一種“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的實現(xiàn)形式。這要求智能DCS具有廣域聯(lián)網(wǎng)能力，跨物理區(qū)域、跨網(wǎng)絡類別進行穩(wěn)定的數(shù)據(jù)鏈接和交互。

摘自《自動化博覽》2020年10月刊