自分布式控制系統（DCS）誕生以來，它就始終是各類自動化策略里最為關鍵的構成部分之一，能夠把原本彼此獨立的應用程序整合起來。沒有其他自動化技術能夠帶來相同級別的開箱即用自動化組件集成，以及強大的數據情境化。全球各地的工廠都依靠其 DCS 來更輕松地實施復雜的過程控制策略，從而實現關鍵的業務差異化優勢。
在過去幾年間，世界發生了翻天覆地的變化。全球范圍的制造企業都面臨著提高生產效率以滿足不斷變化和擴大的新需求，同時還需響應政府和公眾對可持續運營的呼吁。這些轉變催生了永不停歇的數字化轉型浪潮，加劇了工廠運營的復雜性，對優化和連接性提出了更高要求。實時控制固然重要，但已不再是全部。
01作為集成數據樞紐的DCS
人們或許會認為，隨著過程控制領域愈發以數據為中心，專注于比例-積分-微分（PID）回路和聯鎖的控制系統會默默在角落里獨立運行，完成任務，而工程師和IT團隊則構建新的獨立系統網絡，連接用于監控和優化的傳感器。理論上，這種策略允許組織將數據引入關鍵應用，無需處理通過DCS控制器傳輸數據的復雜性和成本。
然而，在過去十年中團隊開始嘗試這種路徑后，學到了寶貴的一課：過程優化離不開數據情境化。若忽視DCS及其賦予數據情境的能力，就會降低有效運用所收集數據的水平。這反過來又迫使團隊去探尋整合系統、獲取背景信息的新途徑。如此一來，不僅增加了工作的復雜性，致使維護最終形成的系統架構變得極為困難，還削弱了推動未來業務發展所需的靈活性。
具有前瞻性眼光的自動化供應商已察覺到這一難題，當下正著力對現代DCS系統進行改進。DCS正逐步演變為一個以數據為核心、具備安全性、可擴展性且易于操作的綜合性軟件自動化平臺，摒棄了以往那種所有過程皆依賴控制器的架構模式，與此同時，還保留了其無需復雜配置就能集成各類不同應用的即開即用特性。
因此，實現改進與優化的最佳策略，并非圍繞以控制器為核心的DCS構建復雜的新型解決方案體系，而是把現代化的DCS置于自動化策略的核心位置。如此一來，企業組織便能運用當下可用的新功能，為即將來臨的范式轉變做好充分準備。在這一轉變中，卓越運營將由處于全面自動化平臺核心、以數據為導向的DCS來驅動。
02現代DCS系統的強大功能
提及控制系統，人們腦海中往往會浮現出現場設備與輸入/輸出（I/O）卡進行通信，隨后將信號傳輸至控制器，并在控制室的人機界面（HMI）上呈現結果的畫面。然而，如今的現代DCS解決方案已遠非如此。
先進過程控制、報警管理、設備管理、高級分析、數據歷史記錄、仿真、高級人機界面（HMI）以及開放平臺通信統一架構（OPC UA）等技術，對于更精確地控制復雜過程并降低變異性至關重要，且已成為當今 DCS 的組成部分。若將這些應用程序拆分成各種不同的解決方案以實現隔離控制，便會迅速形成一個復雜的定制化工程連接網絡，這需要投入大量成本來進行管理和維護 。
更好的方法是將現代DCS置于自動化平臺的核心位置，這樣一來，企業無需開展復雜的工程工作，就能構建出具備上述所有功能的解決方案。
此外，新的邊緣技術的應用不斷增加從DCS流向外部系統的數據流。邊緣環境解決方案借助數據二極管實現安全的數據傳輸，將數據從控制系統單向傳輸至各類第三方應用，這使得將經過情境化處理的 DCS數據分發至在任何地點來運行優化應用變得更為簡便，且更具成本效益。
03新技術將增強DCS作為核心自動化平臺的功能
未來幾年，以太網高級物理層（Ethernet APL）等新技術將徹底改變控制領域的現狀。通過更為快速的網絡連接，從數量眾多的連接設備中獲取海量數據。工廠一方面需要找到將這些數據納入自身自動化架構的途徑，而支持以太網高級物理層功能的現代控制系統，無疑是完成此項任務的最佳選擇；另一方面，還需確保數據能通過控制系統，高效地傳輸至其它各類應用。要想既高效又低成本地實現這一目標，就得避免開展復雜的工程作業。
升級至新型DCS系統無疑是一個高效的解決方案，這類DCS專為在綜合自動化平臺的核心位置運行而設計。先進的自動化供應商已在對新技術進行試驗，比如借助軟件定義的控制器來提升DCS的靈活性。這一舉措將控制器軟件與硬件相分離，同時開辟新的數據路徑，以便更高效的通過DCS傳輸數據。這些解決方案能夠讓應用情境的設置更加簡便，而不會增加復雜性或降低靈活性。
此外，創新者們正在設計全新的數據結構，借助OPC UA和MQTT等開放協議，推動控制系統從以往主要聚焦于 PID控制和聯鎖功能實現轉變。這一變革將打造出一個以數據為核心、具備安全性且高效的數據傳輸平臺，同時依然能夠提供實時控制。這個全新的平臺，將使各類應用程序得以完全集成，充分利用智能現場設備的情境化數據，而不再依賴控制器作為現場數據傳輸的唯一路徑。
無界自動化（Boundless Automation）是自動化系統打破孤島、實現卓越運營的終極目標。隨著可持續性、可靠性和效率目標不斷給團隊施壓，促使他們借助自動化完成更多任務，從現場到邊緣、再到云端的無縫數據流轉的無限自動化驅動集成架構，將助力團隊達成這些目標。
DCS承擔著關鍵任務的操作，但傳統DCS對控制器過度依賴，這導致在處理現場數據以及與其它系統交互時，變得更為復雜。然而，試圖通過為每一項必要功能構建全新架構（甚至通過代理形成新的孤立模塊）來隔離DCS并非解決之道——畢竟控制系統所提供的數據情境化功能極具價值。相反，正確做法是對DCS進行現代化改造，并將其置于現代自動化平臺的核心位置，充分利用現有的高級功能，同時為即將出現的新技術和新功能做好準備。
在未來幾年，具備靈活性且以數據為導向的自動化平臺將成為獲取競爭優勢的關鍵。這類解決方案并非遙不可及，具有前瞻性思維的供應商目前正在為其奠定基礎。如今，富有創新精神的企業已經在運用現代自動化平臺充分挖掘DCS的全部價值，與此同時，無縫實施最為寶貴的優化技術與過程控制策略。通過這些策略，制造企業不但提升了當下的運營效能，還為即將開啟無限可能未來的新技術充分做好準備。
