未來工業(yè)控制系統(tǒng)的三大突破與發(fā)展方向

全球自動化市場正在經(jīng)歷前所未有的變革。市場競爭不再是單純產(chǎn)品的競爭，而是軟硬整合、系統(tǒng)服務(wù)提供能力的競爭。在這樣的背景下，行業(yè)整合必然會成為未來的發(fā)展的方向，軟件公司買硬件公司、硬件公司買軟件公司、軟硬件齊備的企業(yè)買服務(wù)公司，補(bǔ)齊短板，完善系統(tǒng)服務(wù)能力，將成為自動化產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的一種趨勢。這已從近幾年來行業(yè)內(nèi)幾大跨國公司的并購動作頻頻而端倪盡顯。

目前中國自動化企業(yè)的并購還主要集中于相同領(lǐng)域的擴(kuò)展和延伸，真正具有大手筆、進(jìn)行系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)布局的企業(yè)并不多。在這方面，中國企業(yè)應(yīng)該進(jìn)行更大膽的謀篇布局，只有在各個制高點合理布局，才有可能在下一輪的全方位競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的自動控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，呈現(xiàn)出高度集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展特點。日趨復(fù)雜，設(shè)備通用化以及系統(tǒng)IT化的趨勢將加劇安全風(fēng)險。此外，目前我國工控系統(tǒng)的核心技術(shù)受制于國外，潛在風(fēng)險巨大。

因此，作為工業(yè)裝備和國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的核心，工業(yè)控制系統(tǒng)的安全可靠運行事關(guān)國計民生和國家安全。目前，我國政府高度重視工業(yè)控制軟件（系統(tǒng)）安全可靠性問題，正逐步加強(qiáng)對工業(yè)控制軟件（系統(tǒng)）的管理。

2011年10月27日，工信部發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知（工信部協(xié)　451號）》，標(biāo)志著我國對于工業(yè)控制系統(tǒng)的安全管理上升為國家戰(zhàn)略。

下面是未來工業(yè)控制系統(tǒng)方面的三大突破與發(fā)展方向一個簡單分析說明。

自動化技術(shù)正經(jīng)歷重大變革，我們的工作實質(zhì)上是圍繞這種變革進(jìn)行的。主要方面是：現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS；PC-BASED工業(yè)控制計算機(jī)；管控一體化系統(tǒng)集成技術(shù)。

關(guān)于FCS

由于技術(shù)的發(fā)展，新一代的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS正走向?qū)嵱没�，這是自動化技術(shù)的一個重要熱點，它將給自動化技術(shù)帶來一次深刻的革命。FCS的關(guān)鍵要點是：FCS的基礎(chǔ)是數(shù)字化智能化現(xiàn)場裝置；FCS的核心是現(xiàn)場總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)；FCS的本質(zhì)是信息處理的現(xiàn)場化和網(wǎng)絡(luò)化。FCS是從兩個方面發(fā)展而來的，一是，二是DCS.在FCS走向?qū)嵱没�之后，必然會影響PLC和DCS的前景，專家們認(rèn)為，F(xiàn)CS將與DCS逐步融合，F(xiàn)CS將會最后取代DCS，但是，將會有一個很長的歷史過程；而PLC在順序控制方面有獨特優(yōu)勢，作為一個站掛在現(xiàn)場總線上可以充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢，因此，今后將以能遵循現(xiàn)場總線通信協(xié)議的PLC或能與FCS通信交換信息的PLC為優(yōu)選對象。

關(guān)于IPC

工業(yè)PC自上世紀(jì)90年代初進(jìn)軍工業(yè)自動化以來，正勢不可擋地進(jìn)入各領(lǐng)域，獲得了廣泛應(yīng)用。究其原因，在于PC機(jī)的開放性，它具有豐富的硬件資源、軟件資源和人力資源，即得到廣大工程技術(shù)人員的支持，也為廣大人群所熟悉，這是IPC熱的基礎(chǔ)。PC-Based（包括嵌入式PC）控制系統(tǒng)，正以20%以上的速率增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了DCS、PLC.值得注意的是，各大PLC制造商已接受了IPC的技術(shù)路線，PLC有IPC的趨勢。不僅如此，DCS、NC也都有IPC化的趨勢。PC-based控制技術(shù)將成為本世紀(jì)初自動化界的主流技術(shù)之一。今后在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，F(xiàn)CS、、PLC、IPC、NC將會相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)，但I(xiàn)PC的優(yōu)勢會更突出，其應(yīng)用范圍將迅速擴(kuò)大到全部自動化領(lǐng)域。

預(yù)計，到2005年，PC-based工業(yè)控制機(jī)將占市場份額50%以上。我國IPC市場（包括嵌入式控制器）十分活躍，和國際市場一樣，IPC增長速度也是最快的，這是因為IPC能提供非常豐富的開放的硬件和軟件平臺，價格低廉，易于與其它信息技術(shù)集成。我國IPC廠商很多，主要有研祥、研華、凌華、磬儀、康泰克、康拓等等，在FCS、DCS、PLC、IPC、NC幾大類之中，IPC的國產(chǎn)化是最高的，估計要不了多久，和PC機(jī)一樣，IPC將主要是國產(chǎn)化產(chǎn)品的天下，特別是大陸產(chǎn)品的天下。

管控一體化系統(tǒng)集成系統(tǒng)與軟件

隨著Internet技術(shù)深入到企業(yè)管理和控制之中，控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的結(jié)合成為必然，這使得工業(yè)自動化界渴望已久的管控一體化、工業(yè)企業(yè)信息化、基于網(wǎng)絡(luò)的自動化的目標(biāo)成為可能。管控一體化可以使企業(yè)選擇到真正符合新經(jīng)濟(jì)時代的最佳解決方案，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，增強(qiáng)市場競爭能力。這就必須發(fā)展管控一體化的系統(tǒng)集成技術(shù)和系統(tǒng)。因此，自動化技術(shù)進(jìn)入了一個新時代，其方向是，通過以太網(wǎng)和Web技術(shù)實現(xiàn)開放型分布式智能系統(tǒng)，基于以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供模塊化、分布式、可重用的自動化方案。其中，主要的方面是發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的工程化工業(yè)控制與管理軟件。企業(yè)信息集成系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的中間層的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，稱之為工廠軟件，包括實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)挖掘、模型計算、過程仿真、配方設(shè)計、運行優(yōu)化、參數(shù)檢測、偏差分析和故障診斷等內(nèi)容。它向下可以為控制軟件提供智能決策，向上可以為管理軟件提供有價值的數(shù)據(jù)。

當(dāng)前，我國工業(yè)控制系統(tǒng)在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用上的高速發(fā)展，已逐步具備高度集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢和特點。由于工業(yè)控制系統(tǒng)的管控一體化趨勢，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)IT管理系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)相連通，內(nèi)部也越來越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協(xié)議。工業(yè)控制系統(tǒng)日益復(fù)雜化、IT化和通用化的趨勢將使傳統(tǒng)封閉的工業(yè)控制系統(tǒng)逐步暴露出來，直接面對來自外界的種種威脅，增加了工業(yè)控制系統(tǒng)的安全隱患。

工廠軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)內(nèi)容就是實時分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。工廠軟件建立在實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫之上，定位在Internet/Web應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之上，由此，實現(xiàn)管控一體化。國家科技部2001年9月發(fā)布“過程自動化系統(tǒng)”專題中，將實時數(shù)據(jù)集成技術(shù)與過程控制技術(shù)、過程優(yōu)化技術(shù)和流程工業(yè)生產(chǎn)計劃與動態(tài)調(diào)度技術(shù)列為主要方向。而兩項重點課題之一是：實時數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控系統(tǒng)。其研究目標(biāo)是：流程工業(yè)綜合自動化的數(shù)據(jù)集成、大中型實時數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控系統(tǒng)等核心技術(shù)，支持多種DCS、PLC、測控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控系統(tǒng)。主要指標(biāo)及要求之一是，支持主流DCS、FCS、數(shù)據(jù)采集設(shè)備的雙向數(shù)據(jù)傳輸，提供OPC接口。