【儀表網 行業科普】現代的DCS系統需要比以往更大的互操作性、靈活性和更高的效率，以適應制造企業的數字化轉型目標。本文為負責對過程控制系統進行現代化改造的工程師提供了一些建議。
在過程控制的動態環境中，為分布式控制系統(DCS)的現代化改造制定策略需要戰略遠見。盡管DCS系統的典型壽命約為15年，但工藝裝置的使用壽命可能比控制系統多幾十年。
由于運營技術(OT)和信息技術(IT)融合的快速發展，再加上苛刻的經濟和網絡安全需求，DCS的現代化已成為許多過程制造企業的優先事項。現在，更好的控制策略——從工業自動化到自主化——可以改善工藝性能。
01 升級前的考量因素
現在的DCS系統不再像孤島一樣工作。例如，現在它們能夠與企業資源規劃(ERP)系統集成。一些基本因素可以幫助指導關鍵的決策過程。這些包括：
● 工藝裝置壽命：首先，評估受控工藝裝置的預期壽命。了解工藝裝置的預期使用壽命，可以為明智的現代化策略選擇奠定基礎。
● 對現有DCS系統進行評估：接下來，仔細檢查現有的DCS系統。它是處于銷售階段還是維護階段？DCS供應商提供的支持策略是什么？從硬件和軟件方面評估當前DCS。了解現有系統的功能和限制，有助于指導需要升級或更換的范圍。
了解DCS系統組件的使用壽命，也有助于做出正確的決策：
● 接線：大約40年；
● I/O和終端面板：大約20年；
● 控制器：功能無故障約15年；
● 顯示：大約8年使用壽命；
● 工作站：5-6年。
從以上內容可以看出，具有戰略性的DCS系統現代化策略取決于了解系統組件的生命周期、評估現有系統以及選擇與業務需求的一致性。
02 制定升級策略
一旦完成評估，工程師將獲得所需的信息來定制現代化策略，可以選擇以下方法之一：
● 運行層面的升級：對于有針對性的改進，重點更新或升級運行組件(操作員/工程站)。
● 部分遷移：探索部分遷移選項以優化現有基礎設施。
● 完全更換：如有保證，考慮對DCS系統進行全面檢修。如果工廠壽命超過15年，優先考慮改進、更好的控制、降低成本和適應新技術，這是一個更合適的選擇。
增量升級代表了一種實現組件現代化的戰略方法，不是同時對整個系統進行大修。這種方法允許有針對性的更新，例如在不停止控制功能的情況下，改進單個人機界面(HMI)。這種方法的主要優點是可以顯著減少生產停機時間，降低運營停機的風險。升級計劃可以根據生產和維護時間表以及預算限制進行定制。
實現該戰略的一個關鍵因素是系統內現有硬件和新硬件之間的互操作性，確保無縫銜接運行。重要的是要選擇不僅能滿足當前需求，而且能擴展和適應未來發展的技術。如果供應商擁有合適的支持和轉換工具來重用現有應用，那么選擇與現有系統相同的供應商具有很大的優勢。
實現現代化需要考慮的其它因素包括：
● 與其它系統的集成：現代DCS應與其它系統無縫集成，以在整個組織內實現數據流動，從而實現更好的決策并提升效率。
● 網絡安全措施：隨著工業控制系統的連接性和開放性的提高，網絡安全變得至關重要。新的分布式控制系統應包括強大的安全功能，以抵御內部和外部威脅。
● 培訓和變更管理：對運行人員和維護人員進行充分培訓，再加上有效的變更管理策略，可以確保系統的順利投運。考慮構建一個數字孿生或運行人員培訓模擬器。
03 全面升級和OPA架構
如果您的戰略決策是對現有DCS進行全面更換和大修，最好的選擇是開放流程自動化(OPA)架構。這為分布式控制系統的設計和實施提供了一種新的方法，旨在提供與傳統分布式控制系統架構相比更大的互操作性、靈活性和效率。OPA架構具有以下幾個優點：
1 互操作性：
OPA推動了開放標準的應用，使不同供應商的設備和系統更容易無縫協作。OPA的互操作性促進了傳統系統與新技術的集成。
OPA的模塊化框架支持即插即用組件，使用戶能夠在對整個系統影響最小的情況下添加、升級或更換系統部件。這種模塊化方法支持可擴展性和經得起未來考驗的投資。OPA的靈活性允許定制解決方案，以滿足特定的運營需求，增強過程優化和性能。
2 成本效益：
OPA的模塊化特性可以降低生命周期成本，因為單個組件可以在不進行全面系統檢修的情況下進行更新或更換。因此，在大多數情況下，可以防止工廠全面停工，從而節省成本。
3 增強創新和快速采用新技術：
該架構的開放性和模塊性，使組織更容易從人工智能、機器學習和數據分析的進步中受益。
4 改善的網絡安全：
OPA 從根本上考慮到了網絡安全問題，納入了當前工業控制系統的最佳實踐和標準。
將DCS升級過程中的風險降至最低的考量因素包括：
1 分階段實施：
考慮分階段的遷移方法，而不是徹底更換。這可以降低運營成本。
2 試點項目：
從不太關鍵的業務領域開始試點。這些試點項目可以作為基準，允許在全面實施之前進行調整。
3 數據備份和恢復計劃：
確保有完善的數據備份和修復程序。這對于防止遷移過程中的數據丟失至關重要。
OPA架構為DCS遷移帶來了變革性的方法，在互操作性、靈活性、成本效益和創新方面提供了顯著優勢。正是由于這些優勢，使其成為過程制造企業的一個極具吸引力的選擇，利用數字化轉型目標來實現控制系統的現代化。在埃克森美孚公司的OPA系統的首次現場試驗中，橫河公司被選為系統集成商，該系統旨在負責整個生產設施的運行，目前正處于工廠驗收階段(FAT)。
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