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未来工业控制系统改革的三大突破口分析

发表于:2019-10-20 15:13 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  自动化系统经过几十年来的发展之后,为更加适应以后市场对产品需求,工控行业也迎来了变革时代。

  全球自动化市场正在经历前所未有的变革。市场竞争不再是单纯产品的竞争,而是软硬整合、系统服务提供能力的竞争。在这样的背景下,行业整合必然会成为未来的发展的方向,软件公司买硬件公司、硬件公司买软件公司、软硬件齐备的企业买服务公司,补齐短板,完善系统服务能力,将成为自动化产业未来发展的一种趋势。这已从近几年来行业内几大跨国公司的并购动作频频而端倪尽显。

  目前中国自动化企业的并购还主要集中于相同领域的扩展和延伸,真正具有大手笔、进行系统产业布局的企业并不多。在这方面,中国企业应该进行更大胆的谋篇布局,只有在各个制高点合理布局,才有可能在下一轮的全方位竞争中占据优势。

  随着计算机技术、通信技术和控制技术的快速发展,传统的自动控制领域正经历着一场前所未有的变革,呈现出高度集成化、智能化、网络化的发展特点。工业控制系统日趋复杂,设备通用化以及系统IT化的趋势将加剧安全风险。此外,目前我国工控系统的核心技术受制于国外,潜在风险巨大。

  因此,作为工业装备和国家关键基础设施的核心,工业控制系统的安全可靠运行事关国计民生和国家安全。目前,我国政府高度重视工业控制软件(系统)安全可靠性问题,正逐步加强对工业控制软件(系统)的管理。

  2011年10月27日,工信部发布《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知(工信部协[2010]451号)》,标志着我国对于工业控制系统的安全管理上升为国家战略。

  下面是未来工业控制系统方面的三大突破与发展方向一个简单分析说明。

  自动化技术正经历重大变革,我们的工作实质上是围绕这种变革进行的。主要方面是:现场总线和现场总线控制系统FCS;PC-BASED工业控制计算机;管控一体化系统集成技术。

  1、关于FCS

  由于现场总线技术的发展,新一代的现场总线控制系统FCS正走向实用化,这是自动化技术的一个重要热点,它将给自动化技术带来一次深刻的革命。FCS的关键要点是:FCS的基础是数字化智能化现场装置;FCS的核心是现场总线协议,即总线标准;FCS的本质是信息处理的现场化和网络化。FCS是从两个方面发展而来的,一是PLC,二是DCS。在FCS走向实用化之后,必然会影响PLC和DCS的前景,专家们认为,FCS将与DCS逐步融合,FCS将会最后取代DCS,但是,将会有一个很长的历史过程;而PLC在顺序控制方面有独特优势,作为一个站掛在现场总线上可以充分发挥PLC在处理开关量方面的优势,因此,今后将以能遵循现场总线通信协议的PLC或能与FCS通信交换信息的PLC为优选对象。

  2、关于IPC

  工业PC自上世纪90年代初进军工业自动化以来,正势不可挡地进入各领域,获得了广泛应用。究其原因,在于PC机的开放性,它具有丰富的硬件资源、软件资源和人力资源,即得到广大工程技术人员的支持,也为广大人群所熟悉,这是IPC热的基础。PC-Based(包括嵌入式PC)控制系统,正以20%以上的速率增长,远远超出了DCS、PLC。值得注意的是,各大PLC制造商已接受了IPC的技术路线,PLC有IPC的趋势。不仅如此,DCS、NC也都有IPC化的趋势。PC-based控制技术将成为本世纪初自动化界的主流技术之一。今后在相当长的一段时间内,FCS、DCS、PLC、IPC、NC将会相互补充,相互促进,但IPC的优势会更突出,其应用范围将迅速扩大到全部自动化领域。

  预计,到2005年,PC-based工业控制机将占市场份额50%以上。我国IPC市场(包括嵌入式控制器)十分活跃,和国际市场一样,IPC增长速度也是最快的,这是因为IPC能提供非常丰富的开放的硬件和软件平台,价格低廉,易于与其它信息技术集成。我国IPC厂商很多,主要有研祥、研华、凌华、磬仪、康泰克、康拓等等,在FCS、DCS、PLC、IPC、NC几大类之中,IPC的国产化是最高的,估计要不了多久,和PC机一样,IPC将主要是国产化产品的天下,特别是大陆产品的天下。

  3、管控一体化系统集成系统与软件

  随着Internet技术深入到企业管理和控制之中,控制系统与管理系统的结合成为必然,这使得工业自动化界渴望已久的管控一体化、工业企业信息化、基于网络的自动化的目标成为可能。管控一体化可以使企业选择到真正符合新经济时代的最佳解决方案,从而提高企业的生产效率,增强市场竞争能力。这就必须发展管控一体化的系统集成技术和系统。因此,自动化技术进入了一个新时代,其方向是,通过以太网和Web技术实现开放型分布式智能系统,基于以太网和TCP/IP协议的技术标准,提供模块化、分布式、可重用的自动化方案。其中,主要的方面是发展基于网络的工程化工业控制与管理软件。企业信息集成系统三层结构的中间层的应用软件系统,称之为工厂软件,包括实时数据库、历史数据库、数据发布、数据挖掘、模型计算、过程仿真、配方设计、运行优化、参数检测、偏差分析和故障诊断等内容。它向下可以为控制软件提供智能决策,向上可以为管理软件提供有价值的数据。

  当前,我国工业控制系统在技术、产业、应用上的高速发展,已逐步具备高度集成化、智能化、网络化的发展趋势和特点。由于工业控制系统的管控一体化趋势,使得工业控制系统与传统IT管理系统以及互联网相连通,内部也越来越多地采用了通用软件、通用硬件和通用协议。工业控制系统日益复杂化、IT化和通用化的趋势将使传统封闭的工业控制系统逐步暴露出来,直接面对来自外界的种种威胁,增加了工业控制系统的安全隐患。

  工厂软件系统的基础内容就是实时分布式数据库系统。工厂软件建立在实时数据库和关系数据库之上,定位在Internet/Web应用网络环境之上,由此,实现管控一体化。国家科技部2001年9月发布过程自动化系统专题中,将实时数据集成技术与过程控制技术、过程优化技术和流程工业生产计划与动态调度技术列为主要方向。而两项重点课题之一是:实时数据库及监控系统。其研究目标是:流程工业综合自动化的数据集成、大中型实时数据库及监控系统等核心技术,支持多种DCS、PLC、测控系统的实时数据库及监控系统。主要指标及要求之一是,支持主流DCS、FCS、数据采集设备的双向数据传输,提供OPC接口。

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