近年来，过程自动化行业一直面临着一系列新技术，如无线技术、以太网和资产管理系统，将这些技术无缝集成到工业现场是这个行业面临的最大挑战。自动化供应商已成为企业提高过程效率非常受欢迎的合作伙伴。智能控制策略、在线分析等达到原料和能耗最小化的自动化解决方案，将成为ACHEMA 2009的重要话题之一。

德国自动企业没有受到经济危机的严重影响，目前他们仍持谨慎乐观的态度。2007年，德国自动化企业的营业额增长近11%，超过428亿欧元，并且销售额于2008年的前三个季度又再次上升。德国电气电子制造商协会（ZVEI）预计，2008年的全年增长率将在5%~6%之间浮动。根据上述德国自动化企业的总营业额，德国过程自动化行业在2007年的营业额达到154亿欧元。来自美国、日本和德国的过程自动化企业的营业额达到670亿欧元，位居世界过程自动化企业首位。

业内专家对于2009年的前景持乐观的态度，并且他们预计德国过程自动化行业的营业额将增加4%~5%。他们认为这种增长也会发生在世界各地，中国、印度和俄罗斯将继续成为高增长的市场，中东目前已经位列第一。在欧洲，德国过程自动化行业正以高于平均水平的速率发展。

事实上许多设备生产商都拿到了未来2~3年甚至更长时间的订单，因此，ZVEI预计，除了日本和美国，商业环境仍然是有利的。根据ZVEI提供的信息，石化行业（石油、天然气和炼油）仍占有世界上最大的市场份额，为全球营业额的1/4。虽然由于能源和原材料价格的上涨，导致了成本的增加，但对于获益于这些行业的自动化企业而言，近些年仍是比较好的年景。自动化企业在石油和天然气领域的业绩一直非常出色，现在他们已经开始向原油生产、上游作业和石油生产设施的现代化改进等领域增加投资。有越来越多在过去并不盈利的石油和天然气储备项目如今正在被不断开发，LPG（液化石油气）领域亦是如此。输油管道，高效率炼油厂和液化石油气终端的需求正在推动着这个行业的需求。

图1 无线技术保证了远程反应釜的可靠监测。

过程改进之路

如今在美国和欧洲，电力和常规化工企业的重点在于旧设备的现代化改造和生产效率的提高。用户希望在预先定义产品特点的基础上，削减原材料和能耗、降低废品率、提高产量和控制生产，企业现在的目标是最有效地利用现有生产设施，自动化设备是优化能源和原材料利用的理想工具。这同样也是确保了企业符合环保规范，以及集中完成操作或维修工作以达到人力资源的最佳利用。

近期，过程行业已经启动了大量的卓越运行项目。在线分析技术可以使用户确定中间体和最终产品的精确组成，这种非常有用的工具可以从过程控制中获得有价值的信息并再次应用到过程控制中。另外，还将有一系列的其他解决方案用于这些项目，例如具体控制策略、智能诊断模块和高精确过程建模。这种方法的优点在于能够以相对少的投入取得实质性的节约成效。一系列的过程改进包括提高产量、降低库存水平、降低实验室分析成本、加快产品发布、减少不合格产品以及提高系统可用性。经验表明，投资回收期为2~12个月。

仪器仪表和控制系统也有助于降低原材料和能源消耗。能源效率已经成为其他行业的热门话题，但在过程行业对能源潜力的挖掘却有限。专家认为，潜在的节约可能高达25%，但自动化技术并不是唯一的方法，只有联合每一个环节（即过程工艺及自动化技术）都朝着相同的方向努力，才能实现节能最大化。这些潜力并不限于能源密集型的生产过程，为一些能耗高的设备增加辅助系统也能达到很好的节能效果，如泵组和风机的调速可以节能30%~70%。

在节能方面，传感器也起着非常重要的作用，因为通过它们可以获得高精度的耗能数据及高精确的温度曲线和过程控制信息。通过对这些信息的仔细监测和分析，工程师可以找到提高能源效率的机会。

无线技术的未来

无线技术也是目前过程自动化行业的热门话题。制造商都在强调其在增值领域的优势，但用户仍然不愿意转变观念。尤其是在远离控制中心的项目中，与有线仪表相比，无线信号传输技术的使用显得更为经济，并且更能节省安装时间。无线技术典型的应用包括安装在户外的传感器，如用于监控远程油库或广泛分布的饮用水系统中的水井。在这些任务中，无线解决方案已经被越来越频繁地用于数据采集。在东欧和亚洲，基础设施通常跟不上经济发展的步伐，而无线技术是一个更具吸引力的选择。

图2 2007年世界过程自动化市场份额分布图。 

然而，当选择合适的标准时，出现了分歧。2007年9月发布的WirelessHART通信协议是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准，用户可以方便地选择无线产品、技术。然而，反对者们指出，该标准会阻碍或延迟为各种网络无线应用的更适当、更全面的无线技术的发展。WirelessHART只支持HART协议，而ISA 100标准被研发出来以支持包括HART以及PROFIBUS和FF（基金会现场总线）协议等大量不同的协议。

无线产品的电力传输问题同样仍未得到解决。到目前为止，只有数据能通过无线连接传输。电力通常是通过线路或电池来提供的，全世界的高校和企业都在进行自主电源传感器的研究，一个实用的方法就是利用太阳能电池板来供应能源。

网络通信的发展

自动化正在远离集中控制的模型，分布式架构现在正在成为首选的解决方案。这为各个层级的自动化产品使用以太网提供了机会，以太网不仅支持控制系统和现场层之间的无缝通信，它的优点还包括拓扑结构的更多选择、高数据率和更好的性能。

以太网已经取代了大部分用于处理控制系统、MES、包装单元、人机界面之间的专用通信系统，使利用非专用通信系统进行不同系统之间的通信变成现实。

在传统的现场总线领域，用户对现有的系统，如Profibus PA、FF和HART，仍然是满意的。然而事实是在过程自动化领域的工业以太网的推行工作目前是由两大现场总线组织来进行的，即Profibus International和 Fieldbus  Foundation，工作组目前正在进行应用版本的研究，不久后以太网解决方案将会应用于现场。

前景展望

新的通信技术，如以太网和无线技术正在动摇传统控制系统工程的根基，用户将看到传统自动化金字塔式的架构正逐步被淘汰。

先进的通信技术发展的同时也会增加安全风险。在过去，专有控制系统解决方案和相对较低层次与IT技术的集成，使得系统被恶意攻击（病毒等）的可能性非常小。而如今，由于IT技术的应用已深植于控制系统中。互联网和控制系统之间已建立了链接，以支持如远程诊断等领域的应用。大多数情况下，未经授权的访问和病毒攻击（65%）是由于部分工人和管理人员缺乏风险和安全意识而导致的，这一问题会随着人们意识水平的提高得以缓解。尽管如此，用户提出的信息安全的要求必须成为自动化解决方案开发过程中的重要设计目标之一。

尽管存在弊端，但用户仍然不愿意放弃先进的通信技术。他们认为先进的通信技术可以推进新的服务和应用发展以及提高系统的灵活性。然而，新技术的使用也必须遵循过程自动化行业的既定规则：可靠性、可用性、可持续性和投资保护。

在ACHEMA 2009上，厂商和用户将有充分机会与专家在NAMUR（德国测量与控制标准委员会）举办的论坛中共同探讨自动化技术的未来。