在销售市场反复变化和流程设备使用寿命不断缩短的背景条件下，刚性的流程工艺技术方案明显暴露出了自身的弱点和不足。在传统的流程工艺过程控制中，流程设备过程控制系统与操作层、监控层和流程设备附件之间的通信是通过系统专用的总线技术协议来实现的。它虽然是基于标准通信协议基础之上的通信，但流程设备生产企业对这种应用层有着不同的定义，从而也影响了其开放性。而且对于模块化结构的流程设备尤其是自动化的流程设备，缺少基本的框架条件。德国第77届Namur流程工业自动化技术用户大会已于2014年11月6日在德国Bad Neuenahr市开幕了，大会的主题是：分散式智能化——过程自动化的新途径。

在大会召开前不久Namur协会公布了Namur 150技术指导规范，这一规范对在CAE系统与PCS设计工具之间独立于设备生产企业的、半自动的和双向数据接口技术提出了要求。该技术指导规范所描述的数据交换结构（Namur数据包）已在去年的Namur大会上介绍过了。

已经准备好实现自动化了吗？

Axel Haller先生，ABB公司全球化工技术解决方案中心

尽管几年来模块化的化工设备已经引起了人们的高度关注，但自动化技术在该领域的解决方案却拖了后腿。作为自动化技术领域中的人员，我们应该研发的是系统中性的标准和模块化的解决方案。目前还看不到有人在这方面遥遥领先。现在最重要的是控好球，努力协调整个球队向前推进。

因此，最重要的是定义好系统中立标准，并推动系统中立标准。模块化设备供应商也应把自己的模块化产品与系统中立标准相互结合在一起，为简单的系统集成提供支持。最终，流程设备的生产企业和设备运营商之间的企业标准应有所不同，对信息的延伸加以限制而又不影响流程设备的生产。

我们决定在不同的模块设备之间采用自己的PLC可编程序控制器，非智能化的、只能完成输入输出任务的可编程序控制器。我们利用例如像OPS UA这样的系统把智能化模块与流程设备主控系统连接起来。这就使它们能够按照相关的指令各司其职。非智能的模块只能提供物理信息和数据。因此对它们的控制要采用系统中性的功能描述：由主控系统发出测试的功能。

虽然目前非智能的模块还是常用的，但智能化的模块则是未来型的模块——包括在工业4.0的框架内。能够作为虚拟物理系统的智能化的模块同样也可以在网络中利用模拟工具虚拟现实，同时也能够自检自查。但在流程设备规划设计时，利用智能化的模块更加高效。当未来要对流程设备进行改造时，也就是智能化模块原有的功能不再有用时，它的所有历史记录和工作数据以及处理的原材料等信息都保存在自己的系统中。因此可以有目的和方便的加以利用。

用户对生产企业有哪些期望？

Jens Bernshausen博士，Namur AKs 1.12“自动的模块化设备”工作组负责人

自F3工厂项目启动以来项目的进展情况显示，从流程工艺技术的角度来看模块化是能够带来经济效益的，也是在实践中可以贯彻落实的。而自动化技术则在这里起到了制动器的作用。迄今为止，大多数自动化系统设计都落实到了大型流程设备的身上，大都是集中式控制的主控系统；从另一个角度说，这些系统非常“不灵活”，不是真正的“即插即用”。利用软件技术实现的模块更换是模块化设备日常生产中的家常便饭，但模块要实现自动化首先要在流程设备的主控系统中编写控制程序。这不仅要耗费大量的时间，而且也非常容易出错。

与此相反，我们提供的是智能化的模块。它很容易集成到上一级主控系统中，向主控系统“报告”自己的参数和性能，有哪些功能，这使用户在系统工程设计和生产运行中更加便捷。它准确地满足了NE 148标准的规定和要求。而且德国电气和电子制造商协会ZVEI也成立了与我们AK 1.12工作组类似的“镜子工作组”，对专业技术规范进行详细的讨论。此外，还有一个问题是微型化，尤其是Ex d级安全防护设备的微型化。例如流量检测设备，以我们的观点来看现在市场上的流量检测设备对于F3工厂来说太大了。目前，传感器和执行器在我们的模块化设备中占据了25%的空间。过程控制单元需要大约一半的空间。即便是传感器的大小能够减小百分之几，哪怕是一点点微小的进步，都会给我们的模块带来巨大的进步。

模块化为我们带来了什么？

需要新的理念和思维

从实验室到生产现场的设备投产，这一过程通常是漫长的，这一过程可能会持续十几年。在流程工业的许多领域中，尤其是在特种化工和精细化工领域中这一时间和过程还要长。为了能够对抗来自全球日益加大的竞争压力，就必需缩短从研发、试验到实际生产的时间长度（及时切入生产），使流程设备的产量与市场需求的发展同步（“增放大”，而不是传统的“尺度放大”方式）。作为对这些要求的反应，化学工业开始了不同的主动进攻。其中最重要的一个进攻就是F3工厂项目。在这一项目里对所有的要求都列出详细的明细，也成功地落实了现有试验项目中所取得的成果。在模块化设备的规划设计中需要有新的技术和方案；因为简简单单的按比例缩小是不能实现既定目标的。这里需要的不仅仅是新的规划设计过程，而且也需要创新性的反应器和安全技术。Invite研发中心在勒沃库森化学工业园中进行了实践测试。特殊化工生产商Evonik公司也用它们的Evotrainer告诉世人：模块化技术有着诱人的经济潜力。

从标准的自动化模块理念中获益还有多远？

Axel Lorenz先生，西门子过程自动化和驱动技术业务部自动化和工程领域负责人

流程工艺技术领域中的标准化问题还远远没有完成。我们作为自动化设备的生产企业需要了解客户的意见和要求。

我们的过程控制系统Simatic PCS7已经具有实现模块化的结构性能。它提供了可靠的过程控制稳定性，有着足够的使用灵活性，从而可以实现大、中、小型流程设备模块的自动化。这一系统常常也可以把包装单元集成在内，满足了Namur推荐技术规范NE 148中提出的要求。Simatic PCS7提供了适用于单一模块以及向下扩展到组件层次的信息安全，而这在过去只能是作为一个整体才能保证的。

随着全面的贯彻落实IAS 88标准，多年来我们已经奠定了模块化的坚实基础，不仅为连续性生产过程而且也为批次生产的流程工艺奠定了坚实的基础。因此，可以说我们已经有能力把批次生产过程转换到连续性的生产过程中，以及在所有希望实现ISA 106标准的环境中发挥重要作用。

流程设备主控系统研发的另一个重点是通用型模块方案，包括规划设计中的功能块或者集成了工具链的模块，就像我们今天在Comos和Simatic PCS7中所提供的那样。