隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理器的普遍使用,計算機技術(shù)可靠性的大幅度增加,目前普遍使用的是第四代過程控制體系(DCS,或分布式數(shù)字控制系統(tǒng)),它主要特點是整個控制系統(tǒng)不再是僅僅具有一臺計算機,而是由幾臺計算機和一些智能儀表和智能部件構(gòu)成一個了控制系統(tǒng)。于是分散控制成了主要的特征。除外另一個重要的發(fā)展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴于4-20mA的模擬信號,而逐漸地以數(shù)字信號來取代模擬信號。
FCS是從DCS發(fā)展而來,就象DCS從CCS發(fā)展過來一樣,有了質(zhì)的飛躍?!胺稚⒖刂啤卑l(fā)展到“現(xiàn)場控制”;數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。但是FCS與DCS的真正的區(qū)別在于FCS有更廣闊的發(fā)展空間。由于傳統(tǒng)的DCS的技術(shù)水平雖然在不斷提高,但通信網(wǎng)絡(luò)低端只達(dá)到現(xiàn)場控制站一級,現(xiàn)場控制站與現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行器之間的聯(lián)系仍采用一對一傳輸?shù)?-20mA模擬信號,成本高,效率低,維護困難,無法發(fā)揮現(xiàn)場儀表智能化的潛力,實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控和深層次管理。所謂現(xiàn)場總線就是連接智能測量與控制設(shè)備的全數(shù)字式、雙向傳輸、具有多節(jié)點分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路。簡單地說傳統(tǒng)的控制是一條回路,而FCS技術(shù)是各個模塊如控制器、執(zhí)行器、檢測器等掛在一條總線上來實現(xiàn)通信,當(dāng)然傳輸?shù)囊簿褪菙?shù)字信號。主要的總線有Profibus,LonWorks等。
由于PLC控制柜里的工業(yè)數(shù)據(jù)主要用于控制環(huán)境之外的機器維護、過程優(yōu)化、質(zhì)量和可追溯性,因此帶來了一定的挑戰(zhàn)性。在這種情況下,必須對數(shù)據(jù)進行分析和調(diào)整,以對機器進行維護,對過程進行流程優(yōu)化,對產(chǎn)品進行質(zhì)量和追溯。所需的數(shù)據(jù)必須相關(guān)聯(lián),有時必須轉(zhuǎn)換為可用格式。
工業(yè)數(shù)據(jù)的提取和轉(zhuǎn)換,必須在接近生產(chǎn)機器處完成。這樣數(shù)據(jù)就可以被就地邊緣分析所使用,并發(fā)送到就地數(shù)據(jù)中心或云端。采用邊緣計算還是云計算主要取決于哪個效率更高。制造企業(yè)必須簡化數(shù)據(jù)集成,以實現(xiàn)工業(yè)4.0、智能制造和IIoT的預(yù)期價值。