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北京國電智深控制技術(shù)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(fù)雜和精細(xì)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(jìn)行運(yùn)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(shù)融合，形成國家工業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級的強(qiáng)大技術(shù)支撐，搶占第四次工業(yè)革命的制高點(diǎn)，是當(dāng)前業(yè)內(nèi)科技企業(yè)的機(jī)遇，也是使命和責(zé)任。從企業(yè)發(fā)展角度，在當(dāng)前DCS基礎(chǔ)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(jì)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(rèn)為其將有如下的技術(shù)發(fā)展趨勢：

（1）強(qiáng)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(shù)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(jìn)檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)的快速發(fā)展推動。大量數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含了工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)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(shí)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(chǔ)，成為智能DCS的基礎(chǔ)能力需求。對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接入方式，我們認(rèn)為“無線”和“總線”技術(shù)將逐步占據(jù)更多份額。

（2）強(qiáng)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(yùn)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(jìn)行實(shí)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(jì)算類別包括：控制計(jì)算、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、建模計(jì)算和知識計(jì)算（知識表達(dá)與推理）。智能DCS應(yīng)對上述計(jì)算類型進(jìn)行便捷、可靠支持，并實(shí)現(xiàn)與人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高效融合設(shè)計(jì)。智能DCS將逐步成為工廠實(shí)時運(yùn)行層面的“智能中心”。

（3）強(qiáng)化過程控制能力，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)過程數(shù)據(jù)深度分析的結(jié)果，必須去指導(dǎo)生產(chǎn)才有意義。智能DCS應(yīng)能夠與底層設(shè)備和子系統(tǒng)聯(lián)動，采用先進(jìn)控制、智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程的精準(zhǔn)穩(wěn)定控制（而非僅僅是PID），或能夠?yàn)闆Q策者提供可靠的智慧化、可視化指導(dǎo)建議，引導(dǎo)生產(chǎn)過程趨向最優(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(qiáng)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(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(qiáng)化全廠一體化監(jiān)控能力，構(gòu)成統(tǒng)一的智能化“工廠節(jié)點(diǎn)”。另一方面，各個“工廠節(jié)點(diǎn)”將進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)、互動，或進(jìn)行集群協(xié)調(diào)控制，如各類電廠、風(fēng)場、水電站、光伏建筑等的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合匯聚，形成“區(qū)域能源調(diào)控中心”，進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)展現(xiàn)和分析、指導(dǎo)，是一種“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)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(luò)類別進(jìn)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