編者語：最近十幾年來，曆史悠久的DCS和PLC公司都轉向共同稱之為“混合型控製係統（HCS）”的領域，嚐試著把DCS係統的強大功能、複雜性和PLC係統的靈活
、開放性以及低價位結合起來。

   從PLC和DCS到混合控製

　　以PLC和DCS為代表的第三代控製係統

，從上世紀70年代開始應用以來，在冶金、電力


、石油、化工、輕工等工業過程控製中獲得迅猛的發展。那個時期
，工廠經理有兩個基本選擇：集散控製係統（DCS）或者可編程邏輯控製器（PLC）。盡jin管guan兩liang者zhe功gong能neng相xiang似si，實shi際ji上shang卻que有you很hen大da的de不bu同tong，各ge有you其qi優you缺que點dian
，用yong戶hu不bu論lun選xuan擇ze哪na一yi種zhong控kong製zhi係xi統tong
，往wang往wang都dou是shi以yi犧xi牲sheng另ling一yi種zhong功gong能neng為wei代dai價jia。而er最zui近jin的de十shi幾ji年nian來lai
，曆li史shi悠you久jiu的deDCS和PLC公司都轉向共同稱之為“混合型控製係統（HCS）”的領域

，嚐試著把DCS係統的強大功能、複雜性和PLC係統的靈活、開放性以及低價位結合起來。為此，DCS公司減少了其係統所占用的空間
，而PLC公司則開始集成其組件以製造更完善的係統。

　　天(tian)津(jin)水(shui)泥(ni)設(she)計(ji)院(yuan)教(jiao)授(shou)級(ji)高(gao)工(gong)張(zhang)衛(wei)民(min)表(biao)示(shi)，就(jiu)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo)，水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)的(de)特(te)點(dian)就(jiu)是(shi)開(kai)關(guan)量(liang)多(duo)
，模(mo)擬(ni)量(liang)比(bi)較(jiao)少(shao)，回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)也(ye)不(bu)多(duo)，用(yong)混(hun)合(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)最(zui)為(wei)合(he)適(shi)，ABB
、西門子和羅克韋爾推出的FC800
、PCS7
、Logix多屬於混合控製係統的範疇。同時在水泥行業控製係統的供應商也已將先進控製算法用於DCS和PLC等控製器中，ABB公司的Optimize IT優化專家則集成了Industry IT大量已驗證的先進控製技術及廣泛的專家知識庫，如模糊邏輯、控製模型
、神經元和模糊控製等，實現對水泥生產過程進行控製及實施優化決策管理。

　　但(dan)是(shi)
，目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)用(yong)戶(hu)並(bing)不(bu)認(ren)為(wei)混(hun)合(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)種(zhong)革(ge)命(ming)性(xing)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)，也(ye)沒(mei)有(you)將(jiang)它(ta)們(men)看(kan)成(cheng)一(yi)個(ge)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)。而(er)且(qie)
，目(mu)前(qian)的(de)國(guo)內(nei)市(shi)場(chang)上(shang)，既(ji)存(cun)在(zai)如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)的(de)混(hun)合(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，也(ye)有(you)可(ke)通(tong)過(guo)裝(zhuang)備(bei)回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)板(ban)實(shi)現(xian)較(jiao)多(duo)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)PLC。但是，混合控製係統的概念切合了生產實際
，是控製係統的發展趨勢。從理論上講，當代的DCS與PLC都是混合控製係統，但是作為一種產品，混合控製係統無疑為用戶提供了一種新的選擇。

　　模塊化、離散化設計成新趨勢

　　自動化係統的發展趨勢是由專用的、集中的控製結構向分散化的
、獨du立li的de自zi動dong化hua模mo塊kuai發fa展zhan。對dui於yu現xian今jin的de工gong程cheng服fu務wu，雖sui然ran模mo塊kuai化hua和he可ke利li用yong性xing的de概gai念nian已yi經jing被bei成cheng功gong應ying用yong在zai機ji械xie和he靠kao近jin硬ying件jian水shui平ping的de元yuan件jian上shang
，但dan是shi在zai控kong製zhi技ji術shu方fang麵mian，它ta仍reng存cun在zai一yi定ding的de局ju限xian性xing。目mu前qian廠chang商shang為wei用yong戶hu提ti供gong的de方fang案an大da多duo是shi將jiang功gong能neng和he網wang絡luo連lian接jie的de多duo種zhong控kong製zhi係xi統tong分fen開kai。理li想xiang的de情qing況kuang下xia，機ji械xie的de、硬件的和軟件的劃分界限是保持一致的。

　　在自動化界引起關注的是控製係統正由集中向分散化發展。霍尼韋爾的Experion PKS平台包含了大量新技術，其中之一便是分布式係統架構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生產裝置以內。一個生產裝置使用一套獨立控製係統，在不共工段使用不同的操作站，不同的控製器及I/O進行各工段的操作和控製。隨著現代過程工業不斷地往超大規模發展，每個生產裝置之間的上下遊關係更加密切
，對集散控製係統（DCS）提(ti)出(chu)了(le)新(xin)的(de)要(yao)求(qiu)。不(bu)僅(jin)要(yao)求(qiu)全(quan)流(liu)程(cheng)中(zhong)每(mei)個(ge)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)相(xiang)對(dui)保(bao)持(chi)獨(du)立(li)性(xing)
，以(yi)利(li)於(yu)危(wei)險(xian)分(fen)散(san)
，獨(du)立(li)裝(zhuang)置(zhi)開(kai)停(ting)車(che)
，易(yi)於(yu)進(jin)行(xing)獨(du)立(li)安(an)裝(zhuang)和(he)維(wei)護(hu)。而(er)且(qie)要(yao)求(qiu)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)各(ge)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)的(de)信(xin)息(xi)集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)和(he)共(gong)享(xiang)，這(zhe)就(jiu)是(shi)更(geng)高(gao)層(ceng)次(ci)的(de)集(ji)散(san)控(kong)製(zhi)概(gai)念(nian)。分(fen)布(bu)式(shi)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)DSA（Distributed System Architecture）將每個生產裝置用一個稱之為Experion PKS族來控製



，每個族具有獨立的實時過程數據庫（ERDB），保證每個族的獨立性。多個Experion PKS族通過DSA可以很容易地集成一個單一的係統中
，無需重複組態，無縫集成所有DCS數據。從而實現各生產裝置的信息集中管理和共享，構成超大規模係統，並且易於擴展。

　　DSA可使用各種通用的網絡，包括局域網
、廣域網。支持微波
、衛星、租用專線網絡等，突破地理位置上的分散。可以說，Experion?PKS分布式係統架構DSA是控製係統DCS發展非常重要的一個趨勢。

　　無線技術改變過程控製係統

　　作zuo為wei過guo程cheng控kong製zhi領ling域yu新xin技ji術shu的de引yin領ling者zhe，艾ai默mo生sheng過guo程cheng控kong製zhi有you限xian公gong司si也ye一yi直zhi把ba無wu線xian技ji術shu作zuo為wei自zi己ji重zhong點dian技ji術shu之zhi一yi。艾ai默mo生sheng艾ai默mo生sheng過guo程cheng控kong製zhi公gong司si市shi場chang總zong監jian林lin永yong春chun指zhi出chu
，隨sui著zhe無wu線xian技ji術shu進jin一yi步bu為wei公gong眾zhong所suo接jie收shou，其qi應ying用yong的de範fan圍wei也ye在zai日ri益yi擴kuo大da
，尤you其qi在zai工gong業ye過guo程cheng領ling域yu，無wu線xian技ji術shu對dui習xi慣guan於yu有you線xian技ji術shu的de工gong業ye過guo程cheng領ling域yu所suo帶dai來lai的de衝chong擊ji是shi巨ju大da的de。到dao目mu前qian為wei止zhi

，大da多duo數shu的de無wu線xian項xiang目mu用yong於yu開kai環huan回hui路lu的de監jian測ce，應ying該gai說shuo，現xian今jin的de無wu線xian技ji術shu是shi對dui有you線xian技ji術shu強qiang有you力li的de補bu充chong。由you於yu無wu線xian技ji術shu的de應ying用yong，解jie決jue了le有you線xian技ji術shu由you於yu投tou資zi成cheng本ben及ji環huan境jing限xian製zhi未wei能neng實shi現xian的de功gong能neng
，提ti升sheng了le過guo程cheng控kong製zhi精jing度du，為wei工gong廠chang管guan理li帶dai來lai極ji大da效xiao益yi。應ying該gai認ren識shi到dao，過guo程cheng控kong製zhi的de無wu線xian化hua是shi一yi場chang靜jing悄qiao悄qiao的de革ge命ming

，是shi一yi個ge逐zhu步bu滲shen透tou的de過guo程cheng

，隨sui著zhe人ren們men認ren知zhi程cheng度du的de提ti高gao，以yi及ji無wu線xian技ji術shu更geng為wei可ke靠kao、連續、兼(jian)容(rong)的(de)操(cao)作(zuo)方(fang)式(shi)將(jiang)給(gei)整(zheng)個(ge)工(gong)業(ye)界(jie)以(yi)使(shi)用(yong)的(de)信(xin)心(xin)，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)將(jiang)用(yong)於(yu)工(gong)廠(chang)。然(ran)而(er)，安(an)全(quan)有(you)效(xiao)的(de)工(gong)廠(chang)操(cao)作(zuo)總(zong)是(shi)放(fang)在(zai)第(di)一(yi)位(wei)的(de)
，就(jiu)目(mu)前(qian)來(lai)說(shuo)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)應(ying)用(yong)仍(reng)然(ran)是(shi)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)電(dian)纜(lan)來(lai)完(wan)成(cheng)的(de)。而(er)今(jin)年(nian)9月yue底di艾ai默mo生sheng在zai奧ao蘭lan多duo推tui出chu了le無wu線xian方fang案an的de冗rong餘yu功gong能neng
，使shi用yong戶hu有you足zu夠gou的de信xin心xin將jiang靈ling活huo的de易yi於yu使shi用yong的de智zhi能neng無wu線xian平ping台tai向xiang關guan鍵jian點dian監jian測ce和he控kong製zhi應ying用yong領ling域yu擴kuo展zhan。

　　霍尼韋爾過程控製部市場戰略經理薑亞春介紹說，霍尼韋爾最新版本的控製係統Experion PKS已經把無線網絡集成到了控製層
，使得無線設備可以參與到控製之中。薑亞春經理表示
，“我們認為無線技術會是自動化控製的發展方向，同時無線技術的發展又會改變過程控製係統的結構。”

　　現場總線升級到工業實時以太網

　　現場總線和工業以太網技術的發展和推廣應用，為全集成自動化體係架構的形成和發展奠定了通信的基礎。另外
，從工業編程語言、現場總線、工業以太網等各種自動化國際標準的製定和推廣應用，也為工業以太網技術的發展奠定了標準化的基礎。

　　當今自動化領域內，從工藝現場層到工廠（集團）管理層可經由以太網，基本實現信息的暢通無縫流通，通過信息的無縫集成
、過程優化和資源優化，實現物流、信息流
、價值流的集成，以縮短企業新產品的開發周期、提高質量、降低成本、改進服務和改善環境
，從而提升企業的市場的應變能力和競爭能力。在工業自動化領域當今較認可的有兩種，一個是P-NET，它是基於PROFIBUS係統開發的，第二個是由羅克韋爾為主開發的即CIP（通用工業協議的工業網絡）-它包括DeviceNet、 EtherNet/IP、ControlNet.使用實施以太網技術後，過去每一個點的都要用兩根線接到兩線製儀表
，現在隻要通過一根電纜就直接下來了，不但電纜大量減少且I/0的設備也減小了很多。

　　過程儀表的創新不可忽視

　　堡bao盟meng過guo程cheng儀yi表biao產chan品pin市shi場chang經jing理li李li素su蓉rong指zhi出chu，不bu論lun過guo程cheng係xi統tong如ru何he發fa展zhan，功gong能neng如ru何he強qiang大da
，過guo程cheng儀yi表biao的de作zuo用yong不bu能neng被bei忽hu視shi。她ta進jin一yi步bu指zhi出chu
，儀yi表biao是shi在zai工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng中zhong，對dui工gong藝yi參can數shu進jin行xing檢jian測ce
、顯示、記錄或者控製的基礎。隨著工業的發展
，對儀表控製係統提出了更高的要求
，電動儀表逐步向數字化、智能化方向發展，計算機係統向網絡化
、開放化發展，新一代的儀表主要特點是智能化和數字化。

　　工廠的生產好壞很大程度上依賴於過程儀表的狀況
，這些儀表除了流量、液位、壓ya力li及ji溫wen度du等deng參can數shu的de傳chuan感gan器qi和he變bian送song器qi，還hai包bao括kuo分fen析xi儀yi及ji控kong製zhi閥fa。用yong於yu過guo程cheng技ji術shu的de堡bao盟meng傳chuan感gan器qi和he測ce量liang設she備bei極ji其qi精jing密mi和he穩wen定ding，完wan全quan能neng夠gou滿man足zu應ying用yong要yao求qiu。尤you其qi是shi在zai極ji端duan環huan境jing條tiao件jian下xia
，它ta們men也ye能neng進jin行xing準zhun確que的de測ce量liang。良liang好hao的de產chan品pin質zhi量liang不bu僅jin延yan長chang了le使shi用yong壽shou命ming
，而er且qie降jiang低di了le維wei護hu周zhou期qi，提ti高gao了le過guo程cheng生sheng產chan的de安an全quan性xing和he效xiao率lv。