摘要
工业自动化系统的未来是怎样的？会有怎样的可能的变革？这个话题如果前推10年，甚至5年的话，估计响应者寥寥。但今天，已经有越来越多人意识到传统的工业自动化系统可能会发生翻天覆地的变革，而我们当前已处于变革的前期。可能的变革将会极大改变已面世40多年的以DCS、PLC为核心的工业自动化系统架构，及我们尊为经典的多层递阶结构的普度模型。
工业自动化系统可能的变革从客观上看，主要还是来自于 IT 技术的渗透及推动；而主观上，则是决定于用户需求。
以PLC、DCS为例，在上世纪60、70年代面世后的至少20年内，都属于封闭式的系统。上世纪末期开始受到IT技术的渗透，并逐步接受了开放式的发展思路，导入商用IT技术及元件，但受限于当时IT技术的局限性及工业应用的特殊要求，更多是碎片式的修修补补，整个系统架构基本没有变化。
传统工厂自动化控制系统架构
新世纪以来，尤其是过去这5年来，日新月异的IT技术创新，尤其是在云计算、边缘、容器、微服务、时间敏感网络技术等领域的成果为传统工业自动化系统的变革创造了更好的条件，这次可能“真的会不一样了”。
如果说在过去，工业自动化系统是一个独立、封闭的专用系统的话，那么后来的变迁分别是逐步导入IT成果，提升开放性；强调与IT系统的融合，但保留了独立性；而将来很有可能的趋势是成为工厂整体IT系统的子集，但有特定应用需求。从物联网的发展思路看，也一直视工业物联网为其子集，而非并列概念，这也是其和工业 4.0的不同之处。
工业自动化系统未来主要的变革应该会发生在传统的控制层。现场层的功能是传感及执行，而感知功能在数字化时代是更为重要的 ；上位的信息层由于实时性要求不高，今天就已经陆续在实施基于云平台的解决方案。而控制层如何变革，会不会面目全非，甚至消失？目前市场上有各种各样的偏保守，或者偏激进的方案。最激进的思路是直接从传感器到云端的解决方案，而本地的数据采集、分析等功能由边缘平台完成。
工业4.0驱动控制系统的变迁
实时性一直以来是商用 IT 技术的软肋，目前这些新兴IT技术也没有能够很好解决这一点。但从大的趋势看，过去这10、20年间，IT技术在自动化领域的推进是持续的，并且速度越来越快。基于全球IT行业极强大的技术创新力，及可以投入的资源，对于实时性障碍的解决不宜过度悲观。TSN就是一个很好的例证。
最后想说的是，用户需求在推动技术进步上永远是不可忽视的驱动力，其实是在大的技术变革之际。当年PLC的诞生就是源于通用汽车公司的需求，大的背景是第三次工业革命已来临，计算机技术正开始导入工业领域。他们提出了需求计划书，而由当初的DEC公司基于需求开发出了第一台PLC。
今天，我们又处于第四次工业革命来临之际，一个很相似的例子是埃克森美孚，他们基于目前可以应用的最新IT技术进步，
提出了新一代DCS的架构，并组织相关合作伙伴，一起致力于新系统的开发、推广及应用实施，其背后的逻辑是认为目前市面上所有的DCS在技术及成本领域都无法满足其需求。
OPAF：DCS/PLC系统演变为新一代的分布式控制系统
工业自动化系统未来的变革几乎是确定的 ；具体怎么变革，对我们今天现有系统的影响如何，需要密切关注。如果您对此有什么思考，欢迎文后留言发表您的观点。
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本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2020年01-02月刊《编辑寄语》栏目，原标题为：工业自动化系统的变革
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