自分布式控制系统（DCS）诞生以来，它就始终是各类自动化策略里最为关键的构成部分之一，能够把原本彼此独立的应用程序整合起来。没有其他自动化技术能够带来相同级别的开箱即用自动化组件集成，以及强大的数据情境化。全球各地的工厂都依靠其 DCS 来更轻松地实施复杂的过程控制策略，从而实现关键的业务差异化优势。
在过去几年间，世界发生了翻天覆地的变化。全球范围的制造企业都面临着提高生产效率以满足不断变化和扩大的新需求，同时还需响应政府和公众对可持续运营的呼吁。这些转变催生了永不停歇的数字化转型浪潮，加剧了工厂运营的复杂性，对优化和连接性提出了更高要求。实时控制固然重要，但已不再是全部。
01作为集成数据枢纽的DCS
人们或许会认为，随着过程控制领域愈发以数据为中心，专注于比例-积分-微分（PID）回路和联锁的控制系统会默默在角落里独立运行，完成任务，而工程师和IT团队则构建新的独立系统网络，连接用于监控和优化的传感器。理论上，这种策略允许组织将数据引入关键应用，无需处理通过DCS控制器传输数据的复杂性和成本。
然而，在过去十年中团队开始尝试这种路径后，学到了宝贵的一课：过程优化离不开数据情境化。若忽视DCS及其赋予数据情境的能力，就会降低有效运用所收集数据的水平。这反过来又迫使团队去探寻整合系统、获取背景信息的新途径。如此一来，不仅增加了工作的复杂性，致使维护最终形成的系统架构变得极为困难，还削弱了推动未来业务发展所需的灵活性。
具有前瞻性眼光的自动化供应商已察觉到这一难题，当下正着力对现代DCS系统进行改进。DCS正逐步演变为一个以数据为核心、具备安全性、可扩展性且易于操作的综合性软件自动化平台，摒弃了以往那种所有过程皆依赖控制器的架构模式，与此同时，还保留了其无需复杂配置就能集成各类不同应用的即开即用特性。
因此，实现改进与优化的最佳策略，并非围绕以控制器为核心的DCS构建复杂的新型解决方案体系，而是把现代化的DCS置于自动化策略的核心位置。如此一来，企业组织便能运用当下可用的新功能，为即将来临的范式转变做好充分准备。在这一转变中，卓越运营将由处于全面自动化平台核心、以数据为导向的DCS来驱动。
02现代DCS系统的强大功能
提及控制系统，人们脑海中往往会浮现出现场设备与输入/输出（I/O）卡进行通信，随后将信号传输至控制器，并在控制室的人机界面（HMI）上呈现结果的画面。然而，如今的现代DCS解决方案已远非如此。
先进过程控制、报警管理、设备管理、高级分析、数据历史记录、仿真、高级人机界面（HMI）以及开放平台通信统一架构（OPC UA）等技术，对于更精确地控制复杂过程并降低变异性至关重要，且已成为当今 DCS 的组成部分。若将这些应用程序拆分成各种不同的解决方案以实现隔离控制，便会迅速形成一个复杂的定制化工程连接网络，这需要投入大量成本来进行管理和维护 。
更好的方法是将现代DCS置于自动化平台的核心位置，这样一来，企业无需开展复杂的工程工作，就能构建出具备上述所有功能的解决方案。
此外，新的边缘技术的应用不断增加从DCS流向外部系统的数据流。边缘环境解决方案借助数据二极管实现安全的数据传输，将数据从控制系统单向传输至各类第三方应用，这使得将经过情境化处理的 DCS数据分发至在任何地点来运行优化应用变得更为简便，且更具成本效益。
03新技术将增强DCS作为核心自动化平台的功能
未来几年，以太网高级物理层（Ethernet APL）等新技术将彻底改变控制领域的现状。通过更为快速的网络连接，从数量众多的连接设备中获取海量数据。工厂一方面需要找到将这些数据纳入自身自动化架构的途径，而支持以太网高级物理层功能的现代控制系统，无疑是完成此项任务的最佳选择；另一方面，还需确保数据能通过控制系统，高效地传输至其它各类应用。要想既高效又低成本地实现这一目标，就得避免开展复杂的工程作业。
升级至新型DCS系统无疑是一个高效的解决方案，这类DCS专为在综合自动化平台的核心位置运行而设计。先进的自动化供应商已在对新技术进行试验，比如借助软件定义的控制器来提升DCS的灵活性。这一举措将控制器软件与硬件相分离，同时开辟新的数据路径，以便更高效的通过DCS传输数据。这些解决方案能够让应用情境的设置更加简便，而不会增加复杂性或降低灵活性。
此外，创新者们正在设计全新的数据结构，借助OPC UA和MQTT等开放协议，推动控制系统从以往主要聚焦于 PID控制和联锁功能实现转变。这一变革将打造出一个以数据为核心、具备安全性且高效的数据传输平台，同时依然能够提供实时控制。这个全新的平台，将使各类应用程序得以完全集成，充分利用智能现场设备的情境化数据，而不再依赖控制器作为现场数据传输的唯一路径。
无界自动化（Boundless Automation）是自动化系统打破孤岛、实现卓越运营的终极目标。随着可持续性、可靠性和效率目标不断给团队施压，促使他们借助自动化完成更多任务，从现场到边缘、再到云端的无缝数据流转的无限自动化驱动集成架构，将助力团队达成这些目标。
DCS承担着关键任务的操作，但传统DCS对控制器过度依赖，这导致在处理现场数据以及与其它系统交互时，变得更为复杂。然而，试图通过为每一项必要功能构建全新架构（甚至通过代理形成新的孤立模块）来隔离DCS并非解决之道——毕竟控制系统所提供的数据情境化功能极具价值。相反，正确做法是对DCS进行现代化改造，并将其置于现代自动化平台的核心位置，充分利用现有的高级功能，同时为即将出现的新技术和新功能做好准备。
在未来几年，具备灵活性且以数据为导向的自动化平台将成为获取竞争优势的关键。这类解决方案并非遥不可及，具有前瞻性思维的供应商目前正在为其奠定基础。如今，富有创新精神的企业已经在运用现代自动化平台充分挖掘DCS的全部价值，与此同时，无缝实施最为宝贵的优化技术与过程控制策略。通过这些策略，制造企业不但提升了当下的运营效能，还为即将开启无限可能未来的新技术充分做好准备。
