图1 Windows在流程工艺控制系统中的出现是近几年来最大的变化，其他比较前沿的技术还有模块化、现场总线和无线通信等

过程自动化技术领域有了长足的发展——有点像小说中魔术师的学徒无法完全控制手中的魔杖。20年来，流程设备工程自动化中引进开放式操作系统表明：引进控制系统的初衷是希望能够减轻流程设备控制、管理的工作量，但在实践中也带来了一些问题。新的技术从来都是双刃剑，回到过去绝不是一个好的选择。

在过去的20年里，过程自动化技术得到了长足的发展。尽管一再强调化工生产设备的使用寿命较长，但数字化技术、智能系统的出现为传统设备的发展带来了全新的视野。这里所说的过程自动化与其他领域中的现代化有所不同，它们面向的市场较窄，例如在PROCESS杂志最早一次公布的数据中，流程工业中的过程自动化产品仅在国际市场中占据大约67亿德国马克的份额。2014年电气和电子产品制造商协会（ZVEI）公布的全球流程工业领域内过程自动化和检测技术的销售数据也只是1450亿欧元。

然而，数字还是说明了过程自动化市场发生的变化。“20年前，人们还在讨论过程控制系统的自动化实施的必要性，今天的答案是毫无疑问的。”赛诺菲-安万特公司的Thomas Tauchnitz博士说。他看到了积极的一面，但也提出了一些需要注意的问题：“这些现代化的系统是开放的、功能强大的，但很遗憾，它们也非常复杂，寿命短暂。”对他来说，过去20年中商业IT（网络，驱动系统，应用程序）在过程自动化中的应用是最重要的技术推动力：“这里，自动化技术由于使用了价廉物美的硬件，通过搭便车获益匪浅，也拥有了越来越大的发展空间。”

图2 “未来世界将是工业以太网和无线通信技术一统天下。”
——Daniel Huber先生，ABB公司过程自动化部（中欧）负责人

不可否认的是，商业IT技术的应用带来了许多新的前景和机遇，例如操作简便和实现了可视化。过去，中央控制室是流程设备的信息中心，而现在利用移动式的仪器设备可随时随地获取流程设备的所有数据，甚至在地球的另一端利用远程通信技术也能进行流程设备的故障诊断和技术分析。用户得到的数据更加丰富和准确，通过这些数据，及时对流程工艺过程进行优化改进，这恰恰为提高产品质量或者节约能源开辟了新的前景。

另一个趋势是流程设备的模块化，它给流程工艺技术带来了新的动力，加快了新产品投放市场的速度，尤其是精细化工产品。对于检测技术和自动化控制技术来讲，这也就意味着可设计开发出结构更加紧凑的元器件，推动即插即用在流程设备控制系统中的应用。从当前情况来看，人们还仅仅把模块化集中在较小的目标范围内，但从模块化技术带来的结果来看则肯定会使整个领域受益。

进入Windows的世界

“如果不用排名次的方法来评估重要性，我想说的关键词是标准、微软操作系统以及现场总线技术。”ABB公司过程自动化部（中欧）负责人Daniel Huber先生在谈到2013年发生的重要变化时说道。引进、执行IEC 31131标准意味着：放弃僵化的功能块编程，采用把过程自动化和电气化融合在一起的IEC 61850标准。“一个非常重要的发展变化始于21世纪初，把原来具有独家使用权的流程设备操作系统转换到标准的操作系统中，例如转换到微软Windows操作系统中，从而满足了用户和生产厂家的要求，可解决安全性问题，经常性的升级换代以及特定版本的停止使用等。”

在生产现场更换一个仪器设备和部件，是仪器设备生产厂商和用户企业最感到头痛的事情。很多时候，安装工程师对多如牛毛的维护保养和集成软件解决方案满腹牢骚。借助于外商直接投资FDI，流程设备生产厂家能够与用户更加精密地合作，相信几年后仪器设备的集成将不会成为问题。

流程工业设备零部件的使用寿命比不断更新的Office软件的寿命要长得多。Huber先生说：“流程设备控制系统的使用寿命常常是10年、15年甚至20年。今天，我们提供了更加完善的流程设备生命周期技术服务支持，使流程设备长期在最佳使用状态下，保证设备工作运行的可靠性。”

图3 “这些现代化的系统是开放的、功能强大的，但很遗憾，它们也非常复杂，寿命短暂。”
——Thomas Tauchnitz博士，Sanofi-Aventis公司

“20年前，业界就现场总线问题进行过激烈的大讨论，现在结果很明显了。”Huber先生坦率地说道。这里的问题不在于现场总线本身，相反在于现场使用仪器设备集成的难度上。“在引进FDI工作标准后，我们的工作效率明显提高。”Huber先生肯定地说：“未来世界将很可能是工业以太网和无线通信技术一统天下。”

“集成”一词在流程工业领域已诞生20周年了。虽然不同的人对它有不同的理解，例如“通信装备的连接”或者“整体性过程”，但生产厂家原来需要的规划设计工具、模拟软件程序、文档和业务数据一体化等已经成为现实。“值得一提的是，ABB公司流程设备控制技术还对生产用辅料、设备部件、文档管理进行了统一管理。德国政府的《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一工业4.0中有我们原来讨论过的许多设想和理念，这些设想和理念必将在今后几年一步步的落实到流程工业的生产实践中，流程设备使用寿命的长短决定了贯彻落实的速度。”

在实施过程中，随着时间的推移也逐渐显现出一些新的困难。“我自己考察了开放性和商用操作系统的缺点，它们和其他系统一样。”Tauschnitz先生承认说：“我们希望拥有开放的现代化操作系，但是考虑到IT安全性和成本还需要5年的测试时间。”

除了开始讨论工业4.0的落实，用户对安全问题表示了忧虑。PROCESS杂志2014年上半年进行的市场调查中，50%以上的被调查者都遭遇到恶意软件的威胁，大约有1/4的被调查者认为风险是较小的，10%的被调查者根本不知道受到了威胁,大约有1/3的被调查者不知道有自动化系统安全解决方案，将近1/3的被调查者建议放弃Windows系统，其中很大一部分被调查者甚至提出设计全新的自动化系统。

展望未来

不管在化学工业领域中是否落实工业4.0，也不管工业4.0究竟如何落实，但有一件事是非常肯定的，那就是流程设备的用户要和设备生产厂家长期合作，共同解决问题。Tauschnitz先生说：“没有人掌控着整个自动化技术。人们需要的是一个团队，一个由过程控制技术专家、软件技术专家、流程工艺技术专家、网络技术专家和IT安全技术专家组成的团队。没有这样的团队，就应该委托生产厂家或集成商来帮助建立这样一个团队，否则就必须承受很高的风险。”

在魔法师学校毕业之前，魔法大师会来传授几句真言。虽然人们还有许多希望，但在过程自动化方面没有选择，没有团队合作将无法迎接未来的挑战。FDI外商直接投资这类实例已经清楚的表明：通过这种方法驯服脱缰的野马（指数不清的软件版本和仪器设备变型），共同到达成功的彼岸。

我们有解决每一个问题的方案吗？

灵活性、较低的生产成本、量身定制的流程工艺技术——今天的自动化理所当然的要有更多的可接受性。尽管如此，最灵活的解决方案也需要人来完成，这也牵涉到了生产成本，生产成本的优势在激烈的市场竞争中往往不会持久，而自动化技术则能使生产达到更高的生产效率。另外，成也萧何败也萧何，计算机给我们带来了问题，我们也能利用计算机解决问题。”

图4 Dominik Stephan PROCESS德文版编辑