本文图片来源：L&T

作者 | 熊猫

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工业自动化正在经历快速的技术变革，并通过采用新的系统和网络架构并寻求设备和系统的互操作性，正处于新革命的开端。

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传统上，工业自动化领域对创新持保守态度，或避免早期采用最新的高端技术。通常，在细分市场中，企业更喜欢利用经过验证的技术和标准，这些技术和标准仍然可以确保随着时间的推移安全、可靠和一致的运营。然而，随着工业 4.0 的出现，这一切都开始发生根本性的变化。在过去的 10 年中，工业部门受到了不断变化的技术变革、新系统的快速采用和增强的网络架构的影响。

许多专家认为工业自动化，工业4.0正在通过机器人技术、云技术、工业物联网（IIoT）和人工智能（AI）等先进技术变得越来越普遍，我们已经处于新工业革命。预计2020年，在智能仪器仪表和控制产品增长的带动下，工业自动化市场规模有望达到近2090亿美元。

▎控制系统的趋势通过更容易的集成、连接和高级智能来推动自动化的未来

打破专有系统的限制

先进的信息技术、通信和网络技术的融合正在推动自动化及其工业应用的发展。这种技术的共生使人和机器能够跨工厂车间和供应链进行集成和协作。这一趋势对工业控制器产生了重大影响。

传统上，由于需要实时运行的紧密耦合过程结构，自动化系统大多是专有设计。这有助于供应商与最终用户建立密切的合作伙伴关系。专有系统旨在锁定供应商，公司只能从同一供应商处采购控制系统。这也使得无法实施来自其他供应商的最新应用程序和技术。不幸的是，从长远来看，这限制了制造公司创新和利用新技术来改进其流程的能力。

如今，随着数字化使制造公司能够以多种方式使用数据，因此需要实施可扩展的控制系统，使制造过程能够根据业务需求进行扩展。鉴于大规模、连续和参数化工业数字化设备的激增，这种需求将成为一种义务。

▎传统工厂自动化控制系统架构

纵横一体化

寻求成功整合的制造公司必须将先进的控制系统与底层的现场传感和数据采集层以及企业管理系统纵向和横向整合。这意味着，除了集成运动控制、顺序控制、逻辑控制、编程和人机界面（HMI）配置等控制平台属性外，制造商还必须强调远程访问和状态监测等集成控制系统能力。一个集成的控制平台，使企业能够提高效率和生产力，并实现全厂流程优化和增强的用户体验。

可编程逻辑控制器 (PLC) 的发展将在推动行业进入新时代方面发挥关键作用。凭借更大的编程灵活性和便利性、可扩展性、更多内存、更小的外形尺寸、高速（千兆）以太网和嵌入式无线功能，未来的 PLC 将更适应软件、通信和硬件技术改进。这一发展的重要部分，包括 PLC 和可编程自动化控制器 (PAC) 的集成，将促进工厂车间和其他过程之间的通信。

为实现这一目标，控制器制造商必须为控制应用找到合适的 PLC工业自动化，并在需要时提供必要的工具来组织、分析和向用户显示过程数据。这可能包括通过移动应用程序或网络浏览器提供数据访问。

另请注意，管理高端控制器网络需要企业在硬件和基础设施上进行大量投资。此外，专有硬件的集成阻碍了操作灵活性，同时增加了控制器部署的成本和复杂性。虚拟化可以在这方面帮助制造企业。

▎工业4.0 驱动控制系统的变化

虚拟化控制功能

与商用现成产品不同，虚拟化控制系统，如 PLC、分布式控制系统 (DCS)、HMI 以及监控和数据采集系统 (SCADA)，需要更少的物理服务器。虚拟控制功能也可以整合并嵌入到一个平台中，而不是将每个功能部署为单独的应用程序。这种基于软件的开放式控制架构的灵活性允许企业升级和优化控制流程，以加快新功能的部署。

最近，工程服务和航空航天系统的供应商推出了一个平台，使控制系统制造商能够以更短的时间和更低的成本设计和开发应用程序，并具有模块化和简单的结构。该软件在虚拟环境中运行，改变了控制系统在其整个生命周期中的维护方式。将日常服务器管理转移到专用的集中式数据中心并使用特定协议管理应用程序性能，使工厂工程师能够专注于控制系统优化。

随着自动化和控制系统的发展，仪器仪表将同时发展以适应变化。那么，仪器仪表的未来会是什么样子呢？易于阅读的仪表板将在未来继续产生影响，使仪表更具交互性，更易于工厂操作员使用。在全球范围内，制造工厂已经在采用联网仪器。使用联网系统，操作员不必评估安装在仪器附近的过程附近的仪器，而是将数据传输到一个集线器，在那里对其进行编译和分析以供使用。

技术融合为制造商提供了通往工业4.0 的途径。在最新的工业革命中，不同的工业自动化系统将共享资源，发挥协同作用。为了保持领先地位，制造商必须利用现有技术、加速技术实施并释放新的价值来源。毕竟，自动化的下一阶段更多的是升级，而技术仍然是创新的主要驱动力。

▎通过技术处理多核任务

关键概念：

■ 工业自动化正在加速创新。

■ 开放的、基于软件的控制系统架构使自动化更加高效。

想了一会儿：

实现 .0 将有助于提高设备和系统的互操作性。

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本文来自控制工程中文版（中国）2020年4月号“封面故事”栏目。原标题为：自动化的未来：加速创新和智能