自動化與工業控製係統通常被簡稱為ICS（Industrial Control Systems），是一個用來描述工業設施與自動化係統的專用詞彙。在ISA-99/IEC 62443標準中


，工業控製係統指的是“一個包括人員
、硬件以及軟件，能夠對工業過程的安全性、可靠性造成影響的集合”，通常具有以下四個功能：

1.測量——獲取傳感器數據並將其作為下一步處理的輸入或直接作為輸出；

2.比較——將獲取的傳感器數據與預先設定的數據進行比較
；

3.計算——計算曆史誤差、當前誤差與後續誤差；

4.矯正——基於測量
、比較及計算的結果對自動化過程進行調整。

上述四個功能通常由工業控製係統中的五個部件完成：

傳感器——用於測量目標的物理參數；

轉換器——將測量所得的電學/非電學測量值轉換為可用的電信號；

發射器——負責控製係統中的電信號的發送；

控製器——為整個控製係統提供控製邏輯與輸入輸出接口
；執行器——用於改變控製過程。

zaixiandaigongyekongzhixitongzhong
，zhexiejibenbujianbingbuyidingshigezidulide。tamentongchangyizixitongdexingshijinxingzuhe
，wanchenggezhongfuzadekongzhirenwu。biru，xiandaigongyekongzhixitongzhongchangjiandechuanganmokuaijiuyouchuanganqi、轉換器與發射器（甚至可能會有小型的控製器用於前端數據處理）組成；數據采集與監控係統作為控製係統中的關鍵子係統，通常又由大量的傳感模塊、發射器及控製器組成；而可編程邏輯控製器，通常集成了發射器與控製器
，用於具體工業過程的控製。現代工業控製係統就是由各種傳感器
、控製器、執zhi行xing器qi以yi及ji各ge種zhong具ju有you具ju體ti功gong能neng的de子zi係xi統tong構gou成cheng的de具ju有you複fu雜za結jie構gou的de控kong製zhi網wang絡luo。就jiu像xiang羅luo馬ma並bing不bu是shi一yi天tian建jian成cheng的de
，現xian代dai工gong業ye控kong製zhi係xi統tong也ye經jing曆li了le啟qi蒙meng時shi代dai、古典主義時期才完成現代化的蛻變。

    曆經三個重要曆史時期

啟蒙時代：1935年之前

    工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)工(gong)廠(chang)流(liu)程(cheng)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)出(chu)現(xian)在(zai)世(shi)人(ren)麵(mian)前(qian)大(da)約(yue)是(shi)在(zai)十(shi)八(ba)世(shi)紀(ji)中(zhong)期(qi)，但(dan)事(shi)實(shi)上(shang)，古(gu)代(dai)的(de)希(xi)臘(la)人(ren)與(yu)阿(e)拉(la)伯(bo)人(ren)就(jiu)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)在(zai)諸(zhu)如(ru)水(shui)鍾(zhong)
、油(you)燈(deng)這(zhe)樣(yang)的(de)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)使(shi)用(yong)浮(fu)動(dong)閥(fa)門(men)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)了(le)。世(shi)界(jie)上(shang)第(di)一(yi)台(tai)有(you)記(ji)載(zai)的(de)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)是(shi)公(gong)元(yuan)前(qian)二(er)百(bai)五(wu)十(shi)年(nian)左(zuo)右(you)埃(ai)及(ji)人(ren)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)水(shui)鍾(zhong)。這(zhe)台(tai)水(shui)鍾(zhong)以(yi)水(shui)作(zuo)為(wei)動(dong)力(li)進(jin)行(xing)計(ji)時(shi)與(yu)矯(jiao)正(zheng)，將(jiang)世(shi)界(jie)最(zui)準(zhun)確(que)計(ji)時(shi)工(gong)具(ju)的(de)頭(tou)銜(xian)保(bao)持(chi)了(le)將(jiang)近(jin)兩(liang)千(qian)年(nian)
，直(zhi)到(dao)擺(bai)鍾(zhong)被(bei)發(fa)明(ming)。

1745年(nian)，安(an)裝(zhuang)在(zai)風(feng)車(che)中(zhong)控(kong)製(zhi)磨(mo)盤(pan)間(jian)的(de)間(jian)隙(xi)，已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)由(you)自(zi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。這(zhe)種(zhong)控(kong)製(zhi)機(ji)構(gou)是(shi)最(zui)早(zao)真(zhen)正(zheng)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)之(zhi)一(yi)，並(bing)且(qie)最(zui)終(zhong)導(dao)致(zhi)了(le)由(you)蒸(zheng)汽(qi)引(yin)擎(qing)引(yin)發(fa)的(de)第(di)一(yi)次(ci)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)。

之後的一個多世紀，絕大部分的工業控製係統所關注的重點是對蒸汽係統中的溫度
、壓力、液麵以及機器轉速的控製。但隨著工業革命的深入
，十八世紀中期至二十世紀初，工業控製係統開始了有史以來第一次全麵發展：

航海：由you於yu大da型xing船chuan隻zhi的de使shi用yong，舵duo麵mian轉zhuan向xiang因yin流liu體ti動dong力li學xue的de改gai變bian變bian得de更geng加jia複fu雜za。與yu此ci同tong時shi
，操cao作zuo機ji構gou與yu舵duo麵mian之zhi間jian傳chuan動dong機ji構gou的de增zeng多duo及ji增zeng大da導dao致zhi動dong作zuo響xiang應ying時shi間jian更geng加jia緩huan慢man。1873年，讓？約瑟夫
？萊昂？法爾
，一名法國企業家兼工程師，發明了被其稱為“動力輔助器”的裝置來解決上述問題。今天，經後人改進，他的發明有了新的名字：伺服機構。

製造業：這一時期，繼電器開始在工廠中大量使用。通過繼電器構築的邏輯（如“開/關”和“是/否”）代替了之前使用人工的製造業控製方式。今天廣泛用於工業控製係統的可編程邏輯控製器（Programmable Logic Controller： PLC）就是繼電器邏輯發展的產物。

電力：新(xin)興(xing)的(de)電(dian)力(li)行(xing)業(ye)也(ye)在(zai)這(zhe)一(yi)時(shi)期(qi)投(tou)入(ru)大(da)量(liang)資(zi)金(jin)進(jin)行(xing)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)構(gou)建(jian)。比(bi)如(ru)設(she)計(ji)並(bing)發(fa)明(ming)了(le)用(yong)於(yu)控(kong)製(zhi)電(dian)壓(ya)或(huo)者(zhe)電(dian)流(liu)使(shi)其(qi)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)的(de)電(dian)力(li)監(jian)測(ce)與(yu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。到(dao)1920年，雖然絕大多數控製手段隻是簡單的“開/關”，中zhong央yang控kong製zhi室shi已yi經jing成cheng為wei大da型xing工gong廠chang和he電dian站zhan的de標biao準zhun配pei置zhi。中zhong央yang控kong製zhi室shi中zhong的de記ji錄lu器qi能neng夠gou對dui係xi統tong運yun行xing狀zhuang況kuang進jin行xing繪hui製zhi或huo者zhe使shi用yong彩cai色se燈deng泡pao反fan映ying係xi統tong狀zhuang態tai，操cao作zuo員yuan則ze以yi此ci為wei依yi據ju對dui某mou些xie開kai關guan進jin行xing操cao作zuo
，完wan成cheng對dui係xi統tong的de控kong製zhi。用yong於yu現xian代dai電dian廠chang的de工gong業ye控kong製zhi係xi統tong已yi現xian雛chu形xing。

交通：工gong業ye控kong製zhi係xi統tong在zai交jiao通tong領ling域yu的de發fa展zhan得de益yi於yu用yong於yu控kong製zhi平ping衡heng以yi及ji自zi動dong駕jia駛shi的de陀tuo螺luo儀yi的de首shou次ci使shi用yong。這zhe一yi時shi期qi，埃ai爾er默mo？斯si佩pei裏li發fa明ming了le早zao期qi的de主zhu動dong式shi平ping衡heng裝zhuang置zhi。到dao1930年，許多航空公司在遠距離飛行中都使用他發明的自動駕駛儀。

研究：1932年
，“負反饋”的概念被納入到控製理論中並用於新型控製係統的設計，並完成控製領域中“標準閉環分析”方法的建立。

這(zhe)一(yi)時(shi)期(qi)
，工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)大(da)多(duo)數(shu)問(wen)題(ti)是(shi)如(ru)何(he)保(bao)證(zheng)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)及(ji)物(wu)理(li)安(an)全(quan)性(xing)。由(you)於(yu)經(jing)典(dian)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)當(dang)時(shi)並(bing)未(wei)建(jian)立(li)，相(xiang)當(dang)多(duo)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)失(shi)效(xiao)率(lv)。當(dang)時(shi)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)常(chang)常(chang)碰(peng)到(dao)這(zhe)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)，同(tong)樣(yang)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)不(bu)同(tong)控(kong)製(zhi)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)相(xiang)差(cha)極(ji)大(da)，而(er)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)做(zuo)的(de)隻(zhi)有(you)極(ji)為(wei)有(you)限(xian)的(de)定(ding)性(xing)分(fen)析(xi)。富(fu)有(you)經(jing)驗(yan)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)通(tong)過(guo)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)規(gui)範(fan)的(de)形(xing)式(shi)解(jie)決(jue)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)物(wu)理(li)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)以(yi)及(ji)一(yi)線(xian)工(gong)人(ren)的(de)人(ren)身(shen)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)。

1935年

，工業控製係統的啟蒙時期隨著“通信大繁榮”的開始而結束。遠距離有線及無線通信技術的應用，標誌著工業控製係統古典時期正式開始。

古典主義時期：1935年-1950年

由於奠定了現代工業控製理論及相關標準的基礎，1935年至1950年被很多學者稱為工業控製領域的古典主義時期。這一時期的工業控製產業和相關標準由四個美國組織所建立：

美國電話電報公司：專注於通信係統的帶寬拓寬。

建設者鑄鐵公司艾德 史密斯帶領的過程工程師與物理學家團隊：對dui自zi己ji所suo使shi用yong的de工gong業ye控kong製zhi係xi統tong進jin行xing深shen入ru研yan究jiu，並bing開kai始shi係xi統tong性xing地di研yan究jiu控kong製zhi理li論lun。他ta們men統tong一yi了le控kong製zhi領ling域yu的de大da量liang術shu語yu
，遊you說shuo美mei國guo機ji械xie工gong程cheng師shi協xie會hui（ASME）將其編製成正式文件，並且於1936年成立了監管委員會。

福克斯波羅公司：設計了第一款現代工業控製中最常用的反饋回路控製部件
，比例積分控製器。

麻省理工學院伺服機構實驗室：引入了控製係統“框圖”的概念
，開始對工業控製係統進行模擬。

有了經典控製理論作為基礎
，工業控製係統的可靠性大大增加，同期的“通信大繁榮”使工業控製領域的安全焦點從物理安全保障轉移為通信安全保障，即防止工業控製係統在信號傳輸過程中被幹擾或破壞。

zhanzhengshizheyishiqigongyekongzhixitonglilunyujishupengbofazhandezhongyaoyuanyin。diercishijiedazhanqijian
，geguodoujiangkongzhilingyudezhuanjiahuijiqilai
，jiejuezhuduojunshishangdekongzhiwenti：移動平台穩定性問題
、目mu標biao跟gen蹤zong問wen題ti以yi及ji移yi動dong目mu標biao射she擊ji問wen題ti。而er這zhe些xie研yan究jiu成cheng果guo，在zai戰zhan後hou都dou很hen快kuai地di轉zhuan換huan為wei民min用yong技ji術shu。有you了le戰zhan時shi技ji術shu與yu理li論lun的de積ji累lei，工gong業ye控kong製zhi係xi統tong在zai百bai廢fei待dai興xing的de戰zhan後hou時shi期qi進jin行xing了le大da規gui模mo的de更geng新xin換huan代dai：執行機構更加耐用、更加精密
；數據采集係統效率更高
、更具實時性；中央控製機構的操作更加直觀、更加簡單。所有的發電廠
、汽車製造廠、煉油廠都全速運行


，完全不知道下一個飛躍即將來臨。

新疆域：1950年至今

1950年，斯佩裏-蘭德公司造出了第一台商業數據處理機UNIVAC，工業控製係統正式全麵與通信係統及電子計算機結合
，開啟了工業控製係統數字化的新疆域。

數年後，全球第一個數字化工業控製係統建設完成。這個係統使用單一計算機控製整個工業控製係統，被稱為直接數字控製（Direct Digital Control：DDC）
，也就是第一代工業控製係統：計算機集中控製係統。同時，現代工業控製係統的結構也逐漸清晰起來，其核心組件開始形成：

可編程邏輯控製器（PLC）：yongyugongyekongzhixitongdejidianqizhujianxianshichuqijuxian。jidianqijiageanggui，bingqieyidanpeizhiwanchengbingqidong
，jiunanyiduiqikongzhiluojijinxinggaibian
，zhexiequexiandaozhilekebianchengluojikongzhiqidefazhan。diyigejiaofushiyongdekebianchengluojikongzhiqimingweiModicon
，qimingchenglaiyuanyumokuaihuashuzikongzhiqiyingwensuoxiedezuhe。zhihou，tabeiyongyufomengtezhoupulinfeierdeshidekebizhakeyanmogongsi，yonghuduiqipingjiajigao，chengqi“沒有大量的開關、沒有風扇
、沒有噪音、沒有任何的易損部件”。隨(sui)著(zhe)大(da)規(gui)模(mo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)發(fa)展(zhan)
，可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)的(de)控(kong)製(zhi)能(neng)力(li)日(ri)趨(qu)增(zeng)強(qiang)，其(qi)可(ke)用(yong)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)端(duan)口(kou)從(cong)早(zao)期(qi)的(de)數(shu)個(ge)到(dao)現(xian)在(zai)的(de)上(shang)百(bai)個(ge)，控(kong)製(zhi)頻(pin)率(lv)也(ye)隨(sui)著(zhe)大(da)規(gui)模(mo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)運(yun)算(suan)速(su)度(du)的(de)提(ti)升(sheng)而(er)急(ji)速(su)上(shang)升(sheng)。需(xu)要(yao)密(mi)集(ji)並(bing)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)的(de)精(jing)密(mi)製(zhi)造(zao)業(ye)因(yin)可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)發(fa)展(zhan)而(er)獲(huo)益(yi)。隨(sui)著(zhe)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)也(ye)由(you)封(feng)閉(bi)的(de)私(si)有(you)通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)轉(zhuan)而(er)使(shi)用(yong)開(kai)放(fang)的(de)公(gong)共(gong)協(xie)議(yi)，大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)
，方(fang)便(bian)了(le)係(xi)統(tong)的(de)維(wei)護(hu)與(yu)更(geng)新(xin)。

數據采集與監控係統（SCADA）：數據采集與監控係統開始應用於地區或地理跨度非常大的工業控製係統，比如用於與火力發電廠毗鄰的高壓變電站、自來水給水係統和廢水收集係統
、shiyouyutianranqiguandaoxitongdengdeng。qizhuyaogongnengshishoujixitongzhuangtaixinxi，chulishujuyijiyuanjulitongxin。genjushujucaijiyujiankongxitongsuocaijidegezhongshuju，kongzhizhongxindeguanlirenyuankeyijinxinggezhongcaozuo

，weichizhenggexitongdezhengchangyunxing。

遠程終端單元（RTU）：數據采集與監控係統的完善需要遠程終端單元的發展。20世紀60年nian代dai
，第di一yi代dai遠yuan程cheng終zhong端duan單dan元yuan在zai發fa電dian廠chang進jin行xing了le布bu設she。即ji使shi是shi在zai發fa電dian廠chang斷duan電dian的de情qing況kuang下xia，遠yuan程cheng終zhong端duan單dan元yuan也ye需xu要yao進jin行xing動dong作zuo，所suo以yi其qi均jun配pei備bei有you額e外wai的de供gong電dian係xi統tong。由you於yu遠yuan程cheng終zhong端duan單dan元yuan是shi在zai連lian續xu掃sao描miao且qie須xu快kuai速su反fan應ying的de工gong作zuo狀zhuang態tai中zhong進jin行xing操cao作zuo，其qi通tong訊xun協xie議yi必bi須xu兼jian具ju高gao效xiao與yu安an全quan，且qie安an全quan是shi重zhong中zhong之zhi重zhong，所suo以yi早zao期qi的de遠yuan程cheng控kong製zhi單dan元yuan供gong應ying商shang所suo使shi用yong的de協xie議yi各ge不bu相xiang同tong，各ge供gong應ying商shang的de係xi統tong完wan全quan無wu法fa兼jian容rong。在zai國guo際ji電dian氣qi與yu電dian子zi工gong程cheng師shi學xue會hui（IEEE）的推動以及基於微處理器的通訊接口的發展下，遠程終端單元的兼容性問題逐步得到了解決。

通信技術：早期的工業控製係統使用電話線路對係統進行監控與操作，其數據速率（波特率）僅300比特/秒。為滿足係統操作的實時性，工程師將電話線中的數據速率提高到了1200比特/秒到9600比特/秒(miao)。考(kao)慮(lv)到(dao)通(tong)訊(xun)設(she)備(bei)的(de)成(cheng)本(ben)與(yu)控(kong)製(zhi)成(cheng)本(ben)，相(xiang)當(dang)多(duo)的(de)電(dian)力(li)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)選(xuan)擇(ze)了(le)電(dian)力(li)線(xian)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)，既(ji)在(zai)電(dian)力(li)線(xian)載(zai)波(bo)上(shang)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)與(yu)聲(sheng)音(yin)。不(bu)久(jiu)電(dian)力(li)線(xian)載(zai)波(bo)技(ji)術(shu)又(you)被(bei)微(wei)波(bo)技(ji)術(shu)取(qu)代(dai)。然(ran)後(hou)，光(guang)纖(xian)網(wang)絡(luo)開(kai)始(shi)在(zai)廣(guang)域(yu)網(wang)（WAN）中使用。現在，有相當多的公司將衛星通訊以及更加便宜的900兆赫茲的無線通信係統用於工業控製係統。

協議：隨著可編程控製器、遠程終端單元以及智能電子設備的發展，通信網絡中所傳遞的早已不是“開”與“關”這樣簡單的信號。現在，維基百科中所列舉的自動化協議已經有37種之多，另外還有6種電力係統協議。協議的巨大差異為係統部署
、操作以及維護帶來了巨大的挑戰，並且這種情況還在隨時間的推移不斷惡化。20世紀80年代，IEEE成立了一個工作組專門對工業控製係統日益擴大的協議兼容性問題尋找可行的解決方案。在對120個工業控製係統協議進行篩選之後，製定了兩個標準化協議：分布式網絡協議版本3（DNP3）以及國際電工委員會（IEC）60870-5-101。目前，DNP3已經是使用最為廣泛的工業控製係統協議。

由於電子計算機與現代通信網絡的發展，工業控製係統在幾十年之內已經完成了多次更新換代：

第一次：從20世紀50年代開始，工業控製係統開始由之前的氣動、電動單元組合式模擬儀表、手動控製係統升級為使用模擬回路的反饋控製器
，形成了使用計算機的集中式工業控製係統。

第二次：大約在20世紀60年nian代dai，工gong業ye控kong製zhi係xi統tong開kai始shi由you計ji算suan機ji集ji中zhong控kong製zhi係xi統tong升sheng級ji為wei集ji中zhong式shi數shu字zi控kong製zhi係xi統tong。係xi統tong中zhong的de模mo擬ni控kong製zhi電dian路lu開kai始shi逐zhu步bu更geng換huan為wei數shu字zi控kong製zhi電dian路lu
，並bing且qie完wan成cheng繼ji電dian器qi到dao可ke編bian程cheng邏luo輯ji控kong製zhi器qi的de全quan麵mian替ti換huan。由you於yu係xi統tong的de全quan麵mian數shu字zi化hua

，工gong業ye控kong製zhi係xi統tong使shi用yong更geng為wei先xian進jin的de控kong製zhi算suan法fa與yu協xie調tiao控kong製zhi
，從cong而er使shi工gong業ye控kong製zhi係xi統tong發fa生sheng了le質zhi的de飛fei躍yue。但dan由you於yu集ji中zhong控kong製zhi係xi統tong直zhi接jie麵mian向xiang控kong製zhi對dui象xiang
，所suo以yi在zai集ji中zhong控kong製zhi的de同tong時shi也ye集ji中zhong了le風feng險xian。

第三次：20世紀70年代中期，由於工業設備大型化
、gongyiliuchenglianxuxingyaoqiuzengjiayijigongyicanshukongzhiliangdezengduo
，yijingpujidezuheyibiaoxianshiyijingbunengmanzugongyekongzhixitongdexuyao。jizhongshishuzikongzhixitongzhujianbeilisanshikongzhixitongsuoqudai。daliangdezhongyangkongzhishikaishishiyongCRT顯示器對係統狀態進行監視。越來越多的行業開始使用最新的離散式控製係統
，包括煉油、石化
、化工、電力、輕工以及市政工程。

第四次：20世紀90年代後期
，集計算機技術、網絡技術與控製技術為一體的全分散
、全數字
、全開放的工業控製係統——現場總線控製係統（FCS）應運而生。相比之前的分布式控製係統，現場總線控製係統具有更高的可靠性、更強的功能、更靈活的結構、對控製現場更強的適應性以及更加開放的標準。

由於技術的快速發展
，現代工業控製係統的安全問題越來越複雜，其麵臨的風險及威脅類型也越來越多，包括黑客、間諜軟件、釣魚軟件、惡意軟件、內部威脅、lajixinxiyijigongyejiandie。shangshufengxianyuweixiezhenduikongzhixitongdegongjifangshiyegebuxiangtong，youdezhuanmengongjigongyekongzhixitongbenshendeloudong，youdexiwangtongguoruqingongyekongzhixitongsuoshiyongdetongxinwangluo（包括軟件及硬件）huoquxiangguanliyi。youyugongyekongzhixitongguanlizhedaliangdeguojiajichusheshi，qianquanxingyukekaoxingduishehuifazhanjiguojiaanquanjiqizhongyao，keyiduanyan

，zaiweilaixiangdangchangshijianli

，gongyekongzhixitongdeanquancelveyufanghucuoshijiangchixushoudaoguanzhu。

工業控製係統的變革方向

現在，工業控製係統的變革仍在繼續
，有以下三個主要發展方向：新型現場總線控製係統
、基於PC的工業控製計算機以及管控一體化係統集成技術。

現場總線控製係統

由於技術的發展
，計算機控製係統的發展在經曆了基地式氣動儀表控製係統、電動單元組合式模擬儀表控製係統
、集中式數字控製係統以及集散控製係統(DCS)後
，將朝著現場總線控製係統(FCS)的方向發展。現場總線控製係統（FCS）是連接現場智能設備和自動化控製設備的雙向串行、數字式、duojiediantongxinwangluo。tayebeichengweixianchangdicengshebeikongzhiwangluo。xinyidaidexianchangzongxiankongzhixitongzhengcongshiyanshizouxiangshiyonghua，biranhuiyingxianggongyekongzhixitongdeqianjing。henduorenxiangxin
，jingguoyiduanshijian，xianchangzongxiankongzhixitongjiangyufenbushikongzhixitongzhuburonghe，bingzuihouquerdaizhi。keyiyujian
，nengzunxunxianchangzongxiantongxinxieyihuonengyuqijiaohuanxinxidekebianchengluojikongzhiqijiangchengweixiayidaiPLC的主流，充分發揮其在處理開關量方麵的優勢。

固然以現場總線為基礎的FCS發展很快
，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標準、儀表智能化等。另外
，傳統控製係統的維護和改造還需要DCS
，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程，同時DCS本身也在不斷的發展與完善。確定的是，結合DCS、產業以太網
、先進控製等新技術的FCS將具有強大的生命力。產業以太網以及現場總線技術作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式，在產業現場得到了越來越多的應用，並將在控製領域中占有更加重要的地位。

工業PC

工業PC自上世紀90年代初進入軍工業自動化以來，正勢不可擋地深入各領域，獲得了廣泛應用。究其原因，在於PC機的開放性
，具有豐富的硬件資源
、軟件資源和人力資源，能夠得到廣大工程技術人員的支持
，也為廣大人群所熟悉。基於PC（包括嵌入式PC）的工業控製係統，正以每年20%以上的速率增長。各大可編程邏輯控製器廠商、工業控製係統集成商也接受了工業PC的技術路線，使基於PC的工業控製技術成為本世紀初的主流技術之一。

工業PC低成本的這一特點，也是其有望成為工業控製自動化主流的另一重要因素。在傳統自動化係統中，基礎自動化部分基本被PLC和DCS壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要由各種高端過程計算機或小型機組成，其硬件、xitongruanjianheyingyongruanjiandejiagezhigaolingzhongduoqiyewangerquebu。zaiqiyefazhandeqianzhongqi，xuanzezoudichengbengongyekongzhizidonghuadedaolushiqiyedeshouxuan，bingqieyouyujiyugongyePC的控製器被證明可以像PLC一樣可靠
，具有易於被操作和維護人員接受

、yiyuanzhuangheshiyongyijikeshixiangaojizhenduangongnengdengtedian，weixitongjichengshangtigonglegenglinghuodexuanze，yinciyuelaiyueduodezhizaoshangkaishizaibufenshengchanzhongcaiyonggongyePC控製方案。

可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據複雜且設備集成度高。從發展趨勢看，控製係統的將來很可能會介於工業PC 和 PLC之間
，而這些融合的跡象也已經出現。今後在相當長的一段時間內，現場總線技術、可程序設計邏輯控製器與工業PC將會相互補充
，相互促進，但工業PC的優勢將更加突出，其應用範圍會迅速擴大到全部的工業控製領域。

管控一體化係統集成

隨著Internet技術深入到工業控製領域，控製係統與管理係統的結合成為必然，這使得工業自動化界渴望已久的管控一體化、工(gong)業(ye)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)化(hua)以(yi)及(ji)基(ji)於(yu)網(wang)絡(luo)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)目(mu)標(biao)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。管(guan)控(kong)一(yi)體(ti)化(hua)可(ke)以(yi)使(shi)企(qi)業(ye)選(xuan)擇(ze)到(dao)真(zhen)正(zheng)符(fu)合(he)新(xin)經(jing)濟(ji)時(shi)代(dai)的(de)最(zui)佳(jia)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)，增(zeng)強(qiang)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)能(neng)力(li)。因(yin)此(ci)
，工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)新(xin)方(fang)向(xiang)是(shi)通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)和(he)Web技術實現開放型分布式智能係統，基於以太網和TCP/IP協議的技術標準
，提供模塊化、分布式、可重用的工業控製方案。其最主要的方麵就是發展基於網絡的工程化工業控製與管理軟件。

建jian設she管guan控kong一yi體ti化hua係xi統tong，包bao括kuo多duo種zhong係xi統tong的de集ji成cheng和he多duo種zhong技ji術shu的de集ji成cheng。在zai多duo種zhong係xi統tong集ji成cheng方fang麵mian
，首shou先xian是shi現xian場chang控kong製zhi網wang絡luo多duo種zhong係xi統tong的de集ji成cheng
，這zhe其qi中zhong包bao含han三san種zhong集ji成cheng模mo型xing。第di一yi是shi現xian場chang總zong線xian控kong製zhi係xi統tongFCS與DCS的集成，即FCS實現基本的測控回路
，DCS作為高一層的管理協調者實現複雜的先進控製和優化功能。第二是現場總線控製係統FCS、DCS與PLC的集成，即邏輯聯鎖比較複雜的場合使用PLC、FCS實現基本的測控回路
，DCS作為高一層的管理協調者，實現複雜的先進控製和優化功能。第三是多種FCS的集成
，解決不同通信協議的轉換問題
，重點研究不同現場總線設備的互操作性和統一的組態
、jiankongheruanjiandeyanzhi
，yishixianwufengjichengerbusunshihuozheyingxianggegedulixitongdegongnenghexingneng。qicishiguanliwangluoyukongzhiwangluodejicheng，zaiweilaideqiyeguanlizhong
，daliangdeshujulaizikongzhiwangluo，jiansheqiyeyingyongruanjianxitong，baokuoshishishujuku、曆史數據庫、數據發布、數據挖掘
、模型計算
、過程仿真
、配方設計、運行優化、參數檢測、偏差分析和故障診斷等
，通過在Internet/Webyingyongwangluohuanjingshangjianligeleishujuku
，cainengzhenzhengshixianguankongyitihua。taxiangxiakeyiweikongzhiruanjiantigongzhinengjuece，xiangshangkeyiweiguanliruanjiantigongyoujiazhideshuju。

在多種技術集成方麵，包括設備互操作技術、通用數據交換技術、EtherNET和工業以太網技術等多種技術的集成。其中通用數據交換技術又包括了DDE動態數據交換技術
、NetDDE網絡動態交換技術、ODBC開放數據庫互聯技術
、COM/DCOM組件對象模型以及OPC技術。而EtherNET+TCP/IP技術可以實現工業現場的控製參數和各網絡節點的狀態直接在企業信息網絡內傳輸和共享
，從而避免了PLC、DCS和FCS存在多種協議而難以集成的局麵。

相信在不久的將來，在上述三項技術的推動下
，我們能夠看到工業控製領域的再一次質的飛躍，而人類文明也會隨之繼續前進。