1.1信息化只能幫助決策，不能幫助經營決策。
企業的經營決策永遠是企業經營者的責任。信息化可能有助於企業管理者為決策提供信息，但決策的任務必須由企業決策者承擔。企業的經營決策者在分析競爭環境、自身資源優勢和劣勢、競爭對手的系統後做出經營決策。計算機系統本身不能做出決定。商業決策過程本身就是壹個權衡的過程，因為我們總是面臨著很多機會，而我們的資源總是有限的，決策過程也是壹個風險判斷的過程。計算機系統提供給我們的信息越多，如果不對信息進行整理，就會使決策過程變得復雜。我們很多私企經營者學歷不高，對信息系統了解不多，但經營決策果斷，有的還做出了很大的成績。但是，壹些大型企業有非常現代化的信息支持系統，並沒有產生相應的效益。當然，對於大多數國內企業來說，壹個簡單實用的信息管理系統確實可以幫助決策者防範風險，做出理性的決策。
1.2信息化不能代替執行，但可以促進和監督執行。
雖然實施先進的自動控制系統可以代替生產過程中的許多人工操作，控制的精度和效率可以顯著提高，但人的執行能力在整個生產過程中仍然起著決定性的作用。因為信息系統和過程控制壹旦投入運行，系統只能完成規定的功能，而市場的變化和生產過程的很多變化都不是固定的。因此，信息系統本身並不能代替生產過程中各級工人處理各種事故並自動獲得執行結果。而壹個好的信息系統(包括自動化系統)可以通過暢通的信息流、及時的信息反饋、報警的處理和分析、引導來促進和提高人的執行能力。此外，由於信息的通暢性和歷史記錄的準確性，信息系統可以監督各級高管是否完成了職責。隨著網絡技術的應用，公司可以實現網上銷售。使用自動化辦公系統，各級主管可以提高信息傳遞的效率，特別是對於異地辦公的企業，壹個實用的信息系統可以大大提高信息傳遞和執行的效率。
1.3信息化可以提高控制質量和生產效率。
信息系統尤其是自動化系統的實施，確實可以提高過程的控制質量和裝置的生產效率。比如手動控制周期只能幾秒，寫*的精度基本在1% ~ 5%的量級。同時*寫作的實際情況也受到作者熟練度和精神狀態的幹擾。計算機控制系統可以實現毫秒級控制周期(這對於火電廠汽輪機控制等大型快速設備非常重要)，控制參數的精度可以達到0.1%~0.5%，對於特殊回路精度可以更高，因此可以大大提高產品的質量。對於壹些大型復雜生產過程，只能完成簡單的單回路控制，而計算機控制系統可以根據不同的生產條件(原料、環境、目標產品的變化)進行優化或準優化控制，顯著提高生產效率。此外，當代企業信息和自動化系統可以收集和整理從生產現場到設備，從單個設備到車間，從車間到整個工廠，從整個工廠到整個公司的信息，從而實現對整個工廠的全面監控，提高整個生產過程的效率。通過適當的統計分析和處理，信息系統可以幫助發現企業的效率漏洞，找出成本的分布情況，從而為經營者解決問題提供客觀依據。系統的設備管理功能可以幫助實現預知維修，從而減少停機檢修的次數和時間，提高生產率。先進的批處理功能可以幫助工人在更換產品或改變設備產量時自動切換到合理的控制參數，從而提高效率。
1.4信息化可能增加風險。
信息化在推動和促進工業化的同時，也增加了風險因素。
(1)信息的集中和業務決策對信息系統的依賴，使得業務風險相對集中。如果信息系統被破壞，企業的運作可能會癱瘓。
(2)計算機控制系統實現越來越復雜的控制功能，使工作成為計算機系統的輔助。如果系統出現重大問題，可能會導致事故。
(3)大規模開放的信息系統給工作帶來了便利，提高了效率，但企業的保密保護變得困難。
(4)越來越復雜的信息系統可能受到黑客或病毒的攻擊，使系統癱瘓。
1.5信息化如何服務於推動工業化？
中國革命和建設的實踐反復證明，馬克思主義的基本原理只有同中國的實際相結合才能成功。同樣，信息化只有適應工業化的實際水平，才能取得效益。
(1)企業的領導者是企業興衰的決定性因素之壹，信息化水平必須與企業領導者的水平相適應，否則信息化註定失敗。
(2)企業的各級管理人員(管理幹部、技術專家、現場操作人員等。)是企業經營決策的執行者，也是信息系統(包括控制系統)的實際作者，信息系統必須適應他們的水平，除非企業可以更換不適合的人員。壹定不能本末倒置，所有的高管都要適應信息系統。
(3)各信息產品生產企業在推廣和實施信息系統時，必須在對用戶的各級決策者和相關執行人員進行充分培訓後，明確用戶的實際需求水平，然後根據實際需求定制合適的信息系統。我國工業企業的水平可以從最小的作坊式制造到跨國大型現代化企業集團，可以從16、17世紀的工業水平跨越到21世紀的水平，所以再好的信息系統方案也無法滿足我國所有用戶的需求。只有滿足合適客戶的合適方案才是高效的方案。
(4)企業信息化要有成本意識。中國的國情決定了我們最大的資源(國際競爭的比較優勢)是取之不盡的廉價勞動生產率。因此，在應用信息化和自動化時，我們必須考慮計算機信息系統而不是人所創造的價值。在相當多的情況下，人力成本會比信息化成本低很多。在這種情況下，企業最好利用人力，信息系統作為管理支持系統和執行監控系統。
(5)在中國法制完善和實現銀行現代化之前，實施先進的電子商務的可能性很小。最有效的信息化是工廠流程自動化、財務管理、實際辦公管理等系統。讓我們忘掉那些時髦的信息技術概念，走中國信息化與工業化相結合的道路。讓用戶花在信息化上的每壹筆投資都創造價值，讓信息廠商推動信息化的局面變成工業企業追求信息化的局面。
2世界集散控制系統的發展現狀和趨勢
在工業企業中，應用效益最直接、最明顯的系統應該是工業控制系統，尤其是DCS(分布式控制系統)。雖然幾年前就判斷DCS會被FCS(現場總線控制系統)取代，但直到今天，它仍然有相當的生命力。2003年，ARC咨詢公司發布了對世界DCS市場的預測報告。報告預測，2002-2007年世界DCS市場將保持2.5%的增長率，從2003年的91億美元增長到1.03億美元。DCS發展速度不高的主要原因是美國等發達國家經濟增長速度放緩。中國近幾年的DCS增長率應該在10%以上。與十年前的DCS相比，今天的DCS已經發生了根本性的變化。
1.1 DCS已經進入第四代。
受信息技術發展的影響(網絡通信技術、計算機硬件技術、嵌入式系統技術、現場總線技術、各種組態軟件技術、數據庫技術等。)以及用戶對先進控制功能和管理功能日益增長的需求，各DCS廠商(以霍尼韋爾、艾默生、福克斯博羅、橫河、ABB為代表)提高了其DCS系統的技術水平，並不斷豐富其內容。可以說，以霍尼韋爾公司新推出的Experion PKS(過程知識系統)、艾默生公司的Plant Web(艾默生過程管理)、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3(PRM -工廠資源管理系統)、ABB公司的工業It系統為標誌的新壹代DCS已經形成。如果把Foxboro的I/A系列視為第三代DCS系統的裏程碑，那麽上述公司最新的DCS都可以歸為第四代。第四代DCS的主要標誌是以“I”開頭的兩個字:信息化和壹體化。
第四代DCS的1.2架構
第四代DCS的架構如圖1所示。主要分為四層:現場儀表層、控制單元層、工廠(車間)層、企業管理層。壹般DCS廠商主要提供以下三層功能，而企業管理對接第三方管理軟件平臺(ERP、CRM、SCM等。)通過提供壹個開放的數據庫接口。所以今天的DCS主要提供工廠(車間)級的所有控制和管理功能，集成了整個企業的信息管理功能。
圖1第四代DCS架構圖
2.3第四代DCS的技術特點
(1) DCS充分體現信息化和集成化(信息& amp；整合)
信息和集成，這兩個以“I”開頭的詞，基本上描述了當今DCS系統正在發生的變化。我們已經能夠收集整個工廠車間和流程的信息數據，但是用戶希望這些大量的數據能夠以壹種合適的方式體現出來，幫助決策過程，讓用戶在他方便的地方，以他理解的方式得到他真正需要的數據。
信息化體現在每個DCS系統都不是以控制功能為主要功能的控制系統，而是充分發揮信息管理功能的綜合平臺系統。DCS提供了從現場到設備、從設備到車間、從車間到工廠、從工廠到企業集團的整個信息通道。這些信息充分體現了全面性、準確性、及時性和系統性。基本上，大多數DCS提供常規DCS、SCADA和MES的功能。與ERP不同，MES是用於管理和優化從下訂單到成品的生產活動全過程的相關硬件或軟件組件的集合。它控制並使用實時、準確的制造信息來指導、教導、響應和報告車間中的各種活動，同時向企業決策支持過程提供關於生產活動的任務評估信息。MES的功能包括資源分配、過程管理、質量控制、維護管理、數據采集、性能分析和物料管理。與DCS相關的功能模塊如圖2所示，其功能簡述如下。
①資源配置和狀態:管理機器、工具、勞動技能、材料、設備等實體，使其在制造前能夠有序獲取，並提供資源的具體歷史信息，保證設備的正確安裝，提供實時狀態。上述所有DCS在不同的軟件名稱下提供相似的功能，例如設備管理、知識管理和能源管理。
②調度生產單元:以作業、訂單、批次、時序等形式管理生產單元流程。，提供調度信息，並通過緩沖區管理改變預調度方案和控制處理量。過去的連續工藝生產設備是根據某壹產品的生產能力來設計的，物料平衡公式和設備選型也是根據這個生產能力來進行的(也許加上10%的剩余)。所以我們經常聽到車間主任或班組長是如何努力生產出超過設備設計能力20%或25%的產品，以及他們是如何興高采烈，可能獲得超額獎金。裝置生產能力小於設計生產能力的情況很少。但如果因市場需求減少而要求減少該產品的產量，則裝置的物理參數和控制參數難以適應，產品質量無法保證。當我們由於市場競爭、法規或任何其他原因想要停止使用這種產品並改用另壹種產品時，我們通常不得不停止使用該設備或進行大量的改裝投資。如今，靈活滿足市場需求、快速響應市場已經成為運營的主要驅動力，我們的過程控制或生產控制必須適應這種需求。儀器儀表協會還制定了批量控制標準ANSI/ISAS 88.01批量模型和術語，為我們開發和應用批量控制提供了很好的指導。第四代DCS基本上提供獨立或集成的批處理功能軟件。他們在DCS系統中加入了批量控制，使之成為壹個類似於先進控制算法模塊的組件。
圖2制造執行系統總體功能模塊示意圖
③文件控制:控制與生產單元相關的記錄，具有編輯和發布指令的功能。第四代DCS基本可以自動生成各種記錄、日誌、檔案。
④數據收集/采集:提供獲取內部數據的接口，並形成相應的表格和記錄。數據收集可以是自動的或手動的。
⑤勞動管理:提供員工的相關狀態，並將其與資源的配置聯系起來，確定最優配置。值得壹提的是，在現代生產過程中，人和設備越來越成為壹個有機的整體。
⑥質量管理:提供測量的實時分析，以確保產品質量控制，識別需要註意的問題，並提出糾正建議，包括SPC/SQC跟蹤、離線檢驗*管理和LIMS分析。
⑦維護管理:跟蹤和指導設備和工具的維護活動，以確保生產和調度的進度，還提供緊急響應，如報警，並維護歷史信息以支持問題的診斷。例如，艾默生聲稱，通過其設備管理功能，用戶可以在正確的時間以正確的方式維護正確的設備，節省大部分例行檢修時間，並安排停機時間，除非有計劃。
⑧產品跟蹤:提供工作及相關狀態信息的可視性，在線跟蹤功能可生成歷史記錄。
⑨性能分析:通過分析不同功能的匯總信息，提供實際生產、歷史記錄和預期結果的報告。
DCS的集成體現在兩個方面:功能集成(如上所述)和產品集成。以前DCS廠商基本都是自主開發，自己提供系統。現在的DCS廠商更加強調系統集成和解決方案能力。DCS除了保留傳統DCS實現的過程控制功能外，還集成了PLC(可編程邏輯控制器)、RTU(遠程終端單元)、FCS(現場總線控制系統)、各種多回路控制器和各種智能采集或控制單元。此外，DCS廠商不再將組態軟件的開發或各種硬件單元的制造作為核心技術，而是對DCS的各個組件采用第三方集成模式或OEM模式。例如，大部分DCS廠商不再開發自己的組態軟件平臺，而是改用兄弟公司的通用組態軟件平臺(如基於Wonderware軟件的Foxboro)或其他公司提供的軟件平臺(基於Intellution軟件平臺的艾默生)。此外，很多DCS廠商甚至I/O組件也采用OEM模式(Foxboro采用Eurothem的I/O模塊，橫河的R3采用富士通的Processio作為I/O單元基礎，霍尼韋爾的PKS系統采用羅克韋爾的PLC單元)作為現場控制站。
(2) DCS成為真正的混合控制系統。
過去，我們主要根據被控對象的特性(過程控制和邏輯控制)來區分DCS和PLC。但是，第四代DCS已經模糊了這種劃分。幾乎所有的第四代DCS都包含過程控制、邏輯控制和批量控制，實現混合控制。這也是為了適應用戶真實的操控需求。因為，絕大多數工業企業絕不能簡單地劃分為單壹的流程控制和邏輯控制需求，而是由基於流程或基於邏輯的子流程組成。要想優化整個生產過程，提高整個工廠的效率，就必須把整個生產過程納入統壹的分布式集成信息系統。例如典型的冶金系統、造紙過程、水泥生產過程、醫藥生產過程、食品加工過程和發電過程，大部分化工生產過程都是由部分連續調節控制和部分邏輯聯鎖控制組成的。第四代DCS系統幾乎全部采用IEC61131-3標準進行組態軟件設計。這個標準最初是由PLC語言設計提供的。同時，壹些DCS(如霍尼韋爾的PKS)也直接使用成熟的PLC作為控制站。大多數第四代DCS可以集成中小型PLC作為底層控制單元。現在的小微PLC不僅具備了過去大型PLC的所有基本邏輯運算功能，還能實現高級運算、通信和運動控制。
(3) DCS包含FCS功能，進壹步分散化。
過去，壹些學者和制造商將DCS和FCS(現場總線控制系統)對立起來。事實上，真正推動FCS進步的還是世界上主要的DCS廠商。所以筆者之前也說過，DCS不會被FCS取代，但是DCS會包含FCS，實現真正的DCS。如今，這壹預言正在被現實所驗證。所有第四代DCS都包括各種形式的現場總線接口，可以支持各種標準的現場總線儀表和執行器。此外，DCS改變了原有的機架式I/O模塊和相對集中的控制站結構，代之以進壹步分散的I/O模塊(導軌安裝)、小型化的I/O元件(可現場安裝)或中小型PLC。分布式控制的壹個重要優點是邏輯劃分。工程師可以根據設備方便地將不同設備的控制功能分配給不同的合適的控制單元。這樣，工作人員可以根據需要以模塊化的方式修改、下載和調試單個控制單元的功能。另壹個好處是每個控制單元都分布在被控設備附近，既節省了電纜，又提高了設備的控制速度。有些DCS還包括分布式HMI本地站，在這裏，人和機器將有機地結合在壹起，完成智能工廠中的各種工作。
比如艾默生的DeltaV，Foxboro的A2小模塊結構，Ovation的分散式模塊結構等等。可以說現在的DCS廠商已經跨越了炒作概念的誤區，而是突出了實用性。壹套DCS可以適應多種現場安裝方式:既可以是現場總線智能儀表，也可以是現場I/O智能模塊就地安裝(節省信號電纜，不使用昂貴的智能儀表)，還可以是機櫃集中安裝(特別適合改造現場)。壹切由用戶的場地條件決定，充分體現了用戶所設想的理念。
(4) DCS已經走過了高科技產品時代，進入了低成本時代。配置靈活，適用於各種系統應用。
在80年代，甚至90年代，DCS是壹種技術含量高、應用相對復雜、價格相當昂貴的工業控制系統。隨著應用的普及和人們對信息技術的理解，DCS已經走出了高貴神秘的高塔，成為人們熟悉的、價格合理的常規控制產品。第四代DCS的另壹個顯著特點是各系統采用現成的軟件技術和硬件(I/O處理)技術，采用靈活的規模配置，大大降低了系統的成本和價格。可以說，使用先進的DCS實現工業自動化控制比使用常規儀器儀表更簡單，用戶投資增加不多，但實現的功能卻大大加強。就控制站而言，原來平均物理信號處理1 500元(人民幣)，現在降到了800元左右。以前國外的DCS壹般只適用於大中型系統，在小型應用中成本非常高。而第四代DCS采用了靈活的配置，不僅經濟地適用於大中型系統，也適用於小型系統。
(DCS平臺的開放性和應用服務的專業化
在過去的二十年裏，工業自動化領域對開放性的概念進行了大量的討論。在過去，由於通信技術的相對落後，開放性是困擾用戶的重要問題。為了解決這個問題，設想了許多方案，包括CIMS(計算機集成制造系統)系統概念中的開放網絡(MAP 7層網絡協議平臺)。然而，MAP網絡協議並沒有得到真正的推廣和應用。網絡技術、數據庫技術、軟件技術和現場總線技術的發展使得系統的開放性成為可能。DCS廠商之間競爭的加劇促進了分工合作的細化，各廠商放棄了原來的獨立開發模式，轉變為集成合作開發模式，因此自動實現了開放性。第四代DC都支持壹定程度的開放性。開放性體現在DCS可以從三個不同的層面與第三方產品連接:支持企業管理層面各種管理軟件平臺的連接；支持第三方先進控制產品、SCADA平臺、MES產品和工廠車間批處理軟件，支持多種網絡協議(主要是以太網)；在設備控制層，可以支持各種DCS單元(系統)、PLC、RTU、各種智能控制單元以及各種標準現場總線儀表和執行器。
值得註意的是，開放確實有很多好處，但在考慮開放時，首先要充分考慮系統的安全性和可靠性，因為生產過程中的故障停機或事故造成的損失可能遠遠高於開放產品選擇所節省的成本。同時需要註意的是，在選擇系統設備時，首先要確定系統的要求，然後根據要求選擇必要的設備。盡量不要配備壹些不必要的功能，尤其是網絡功能和外設的選擇壹定要慎重。比如，當我們選擇打開網絡時，被病毒或黑客攻擊的可能性會增加；我們選擇多種外設，比如光驅或者軟驅，這就給工作人員提供了加載無關軟件(比如遊戲)等等的機會。這些將導致系統癱瘓或其他致命故障。
隨著開放系統和平臺技術的發展，產品選擇更加靈活，軟件配置功能越來越強大和靈活。然而，每壹個具體的應用都需要壹個獨特的解決方案，因此專業的應用知識和經驗是當今工業自動化制造商或系統集成商成功的關鍵因素。DCS廠商都在努力宣傳自己的DCS技術優勢，也宣傳自己的行業方案設計和實施能力。為不同用戶提供專業化的解決方案和服務將是未來DCS廠商和系統集成商競爭的焦點，也將是各廠商的主要利潤來源。
3工作實踐
3.1國產DCS簡介
中國自動化領域的仁人誌士為發展自己的DCS產業做出了不懈的努力。目前，以和利時、浙大中控、上海新華為代表的國內DCS廠商經過十年的努力，已經推出了自己的DCS系統:和利時推出MACS-Smartpro第四代DCS系統，浙大中控推出Webfield(ECS)系統，新華推出XDPF-400系統。三家公司積極努力，通過競爭將各自的自治系統成功應用於各種工業現場，並逐漸獲得用戶的認可。如新華公司在火力發電方面成績顯著，浙大孔眾公司在化工控制方面成績突出，和利時公司在核電、熱電、化工、水泥、制藥、造紙等方面都有壹定成績。僅在2002年，和利時就贏得了500多個不同行業的合同。此外，和利時公司擴展了DCS結構，將其應用於大型軌道交通自動化系統和管網SCADA系統。通過激烈的競爭，和利時成功實現了秦山核電廠60萬千瓦核電站的計算機綜合監控系統和常規島控制系統，並在與國內外公司的競爭中贏得了秦山壹期30萬千瓦核電站、大亞灣核電站等核電站的部分計算機系統合同。公司承擔的北京輕軌、深圳地鐵綜合監控系統采用分布式數據庫結構，實現了長距離(十幾個站、幾十公裏)、大數據量(上萬個物理點)、復雜通信信息(城域網、局域網、現場總線網絡、無線通信網絡等)的綜合功能。)和多樣化(動力電氣控制、環控、RTU、部分機車運行信號、車站信息等。).該系統的成功應用為我國城市鐵路和地鐵的發展提高了綜合監控能力，降低了成本，成為事實上的綜合監控標準。
在中國的DCS市場上，國內三大廠商已經具備了相當的競爭力。比如通過新華公司與和利時公司在火電廠控制領域的競爭，和利時公司與浙大中控公司在化工領域的競爭，國外DCS紛紛降價。可以說，三家公司最大的貢獻就是將國外的DCS價格降到了40%以下，為DCS在國內工業企業尤其是中小企業的推廣應用做出了貢獻。
3.2和利時公司第四代DCS簡介
和利時公司的前身是電子工業部自動化工程六處。1992年開發出第壹代DCS系統HS-DCS-1000系統，1995年推出HS2000系統(采用智能I/O結構，部分實現IEC1131-3標準功能)。和利時公司在總結用戶多年需求的基礎上，整合國際技術成果，集中核心技術和國際先進技術。2002年初，它推出了第四代DCS-Macs-SmartPro(智能過程系統)。系統結構如圖3所示。
圖3 Smartpro系統結構圖
與上述五家國際知名企業推出的第四代DCS相比，Smartpro仍有壹定差距。比如管理軟件功能不夠強大，國外有些產品集成了SAP ERP系統，但是Smartpro的管理功能可能更適合國內大部分企業的現狀。Smartpro的現場總線功能不全，提供的先進控制算法也不豐富，但目前國內大部分設備難以應用先進控制。未來，隨著國內用戶的完善，和利時也在不斷豐富Smartpro的先進控制功能。Smartpro與國外系統最大的差距就是外觀結構，和利時將投資徹底改變這壹現狀。但是，Smartpro本質上具有第四代DCS的特征。同時，Smartpro的軟件平臺和I/O模塊已經通過了數百個各種工業現場的測試，正在走向成熟。
Smartpro還在進壹步豐富和完善中，但已經具備了第四代DCS的基本框架結構和特點。
(1)充分體現了信息管理功能和集成。
Smartpro系統采用三層網絡結構(地鐵應用采用四層網絡:包括壹個連接車站的城域網)。其中，高層網絡以服務器為中心，可以支持各種管理功能。而且和利時開發了壹些適合中小企業的管理軟件平臺。HS2000ERP、進銷存平臺、RealMIS平臺、Web service能源管理(應用於冶金企業)等。RealMIS已被廣泛使用。這