1.8　控制系統的發展趨勢

1.8.1　PLC在向微型化、網絡化、PC化和開放性方向發展

長期以來，PLC始終處于工業控制自動化領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案，與DCS和工業PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其他技術產品的沖擊，尤其是工業PC所帶來的沖擊。

目前，全世界PLC生產廠家約200多家，生產300多種產品。國內PLC市場仍以國外產品為主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品。經過多年的發展，國內PLC生產廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品，可以說PLC在我國尚未形成制造產業化。在PLC應用方面，我國是很活躍的，應用的行業也很廣。

微型化、網絡化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基于PLC自動化的早期，PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32 I/O）已經出現，而且價格很低。隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態軟件的進一步完善和發展，安裝有軟PLC組態軟件和PC-Based控制的市場份額將逐步得到增長。當前，過程控制領域最大的發展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展，PLC也不例外。現在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口。可以相信，PLC將繼續向開放式控制系統方向轉移，尤其是基于工業PC的控制系統。

1.8.2　DCS面向測控管一體化設計發展

集散控制系統DCS（Distributed Control System）問世于1975年，生產廠家主要集中在美、日、德等國。我國從20世紀70年代中后期起，首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時，我國主要行業（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時，開始了研制國產化DCS的技術攻關。近10年，特別是“九五”以來，我國DCS系統研發和生產發展很快，崛起了一批優秀企業，如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司等。這批企業研制生產的DCS系統，不僅品種數量大幅度增加，而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。雖然國產DCS的發展取得了長足進步，但國外DCS產品在國內市場中占有率還較高。

小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發展的主要方向。目前小型DCS所占有的市場，已逐步與PLC，工業PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先與這三種系統融合，而且“軟DCS”技術將首先在小型DCS中得到發展。PC-Based控制將更加廣泛地應用于中小規模的過程控制，各DCS廠商也將紛紛推出基于工業PC的小型DCS系統。開放性的DCS系統將同時向上和向下雙向延伸，使來自生產過程的現場數據在整個企業內部自由流動，實現信息技術與控制技術的無縫連接，向測控管一體化方向發展。

1.8.3　控制系統正在向現場總線（FCS）方向發展

由于3C（Computer、Control、Communication）技術的發展，過程控制系統將由DCS發展到FCS（Fieldbus Control System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備（Field Device）中。基于現場總線的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統，它將取代現場一對一的4～20mA模擬信號線，給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。

根據IEC6 1158的定義，現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。現場總線使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能、性能。

目前在各種現場總線的競爭中，以Ethernet為代表的COTS（Commercial Off-The-Shelf）通信技術正成為現場總線發展中新的亮點。其關注的焦點主要集中在兩個方面：（1）能否出現全世界統一的現場總線標準；（2）現場總線系統能否全面取代現時風靡世界的DCS系統。采用現場總線技術構造低成本的現場總線控制系統，促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合工業控制系統的技術發展趨勢。

1.8.4　PLC、DCS、FCS將長期共存

計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）后，將朝著現場總線控制系統（FCS）的方向發展。雖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，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個漫長的過程，同時DCS本身也在不斷發展與完善。可以肯定的是，結合DCS、工業以太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工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，在工業現場得到了越來越多的應用，并將在控制領域中占有更加重要的地位。

在未來，工業過程控制系統中，數字技術向智能化、開放性、網絡化、信息化發展，同時，工業控制軟件也將向標準化、網絡化、智能化、開放性發展。因此現場總線控制系統FCS的出現，數字式分散控制DCS及PLC并不會消亡，DCS及PLC系統會更加向智能化、開放性、網絡化、信息化發展。或只是將過去處于控制系統中心地位的DCS移到現場總線的一個站點上去。故此，DCS或PLC處于控制系統中心地位的局面從此將被打破。今后的控制系統將會是：FCS處于控制系統中心地位，兼有DCS、PLC系統一種新型標準化、智能化、開放性、網絡化、信息化控制系統。