摘要
工業自動化系統的未來是怎樣的？會有怎樣的可能的變革？這個話題如果前推10年，甚至5年的話，估計響應者寥寥。但今天，已經有越來越多人意識到傳統的工業自動化系統可能會發生翻天覆地的變革，而我們當前已處於變革的前期。可能的變革將會極大改變已面世40多年的以DCS、PLC為核心的工業自動化系統架構，及我們尊為經典的多層遞階結構的普度模型。
工業自動化系統可能的變革從客觀上看，主要還是來自於 IT 技術的滲透及推動；而主觀上，則是決定於用戶需求。
以PLC、DCS為例，在上世紀60、70年代面世後的至少20年內，都屬於封閉式的系統。上世紀末期開始受到IT技術的滲透，並逐步接受了開放式的發展思路，導入商用IT技術及元件，但受限於當時IT技術的侷限性及工業應用的特殊要求，更多是碎片式的修修補補，整個系統架構基本沒有變化。
傳統工廠自動化控制系統架構
新世紀以來，尤其是過去這5年來，日新月異的IT技術創新，尤其是在雲計算、邊緣、容器、微服務、時間敏感網絡技術等領域的成果為傳統工業自動化系統的變革創造了更好的條件，這次可能“真的會不一樣了”。
如果說在過去，工業自動化系統是一個獨立、封閉的專用系統的話，那麼後來的變遷分別是逐步導入IT成果，提升開放性；強調與IT系統的融合，但保留了獨立性；而將來很有可能的趨勢是成為工廠整體IT系統的子集，但有特定應用需求。從物聯網的發展思路看，也一直視工業物聯網為其子集，而非並列概念，這也是其和工業 4.0的不同之處。
工業自動化系統未來主要的變革應該會發生在傳統的控制層。現場層的功能是傳感及執行，而感知功能在數字化時代是更為重要的 ；上位的信息層由於實時性要求不高，今天就已經陸續在實施基於雲平臺的解決方案。而控制層如何變革，會不會面目全非，甚至消失？目前市場上有各種各樣的偏保守，或者偏激進的方案。最激進的思路是直接從傳感器到雲端的解決方案，而本地的數據採集、分析等功能由邊緣平臺完成。
工業4.0驅動控制系統的變遷
實時性一直以來是商用 IT 技術的軟肋，目前這些新興IT技術也沒有能夠很好解決這一點。但從大的趨勢看，過去這10、20年間，IT技術在自動化領域的推進是持續的，並且速度越來越快。基於全球IT行業極強大的技術創新力，及可以投入的資源，對於實時性障礙的解決不宜過度悲觀。TSN就是一個很好的例證。
最後想說的是，用戶需求在推動技術進步上永遠是不可忽視的驅動力，其實是在大的技術變革之際。當年PLC的誕生就是源於通用汽車公司的需求，大的背景是第三次工業革命已來臨，計算機技術正開始導入工業領域。他們提出了需求計劃書，而由當初的DEC公司基於需求開發出了第一臺PLC。
今天，我們又處於第四次工業革命來臨之際，一個很相似的例子是埃克森美孚，他們基於目前可以應用的最新IT技術進步，
提出了新一代DCS的架構，並組織相關合作夥伴，一起致力於新系統的開發、推廣及應用實施，其背後的邏輯是認為目前市面上所有的DCS在技術及成本領域都無法滿足其需求。
OPAF：DCS/PLC系統演變為新一代的分佈式控制系統
工業自動化系統未來的變革幾乎是確定的 ；具體怎麼變革，對我們今天現有系統的影響如何，需要密切關注。如果您對此有什麼思考，歡迎文後留言發表您的觀點。
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本文來自於《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2020年01-02月刊《編輯寄語》欄目，原標題為：工業自動化系統的變革
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