传统上，工业自动化领域一直对创新持保守态度或避免在早期采用最新的高端技术。通常，在细分市场上，企业更喜欢利用成熟的技术和标准，这样随着时间的推移，仍然可以确保安全、可靠和一致的运营。但是，随着工业4.0的到来，这一切都已经开始发生根本性的变化。在过去的10年中，工业领域受到不断变化的技术变革、新系统的快速采用和增强的网络体系结构的影响。
许多专家认为，工业4.0正通过机器人技术、云技术、工业物联网（IIoT）和人工智能（AI）等先进技术正日益普及，我们已经处在新一次工业革命的风口浪尖。预计2020年，在智能仪表和控制产品增长的推动下，工业自动化有望达到近2090亿美元的市场规模。
通过更轻松的集成、连接和高级智能，控制系统的发展趋势推动了自动化的未来发展。图片来源：L&T Technology Services
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，使整个工厂车间和供应链中的人员和机器得以集成和协作。这种趋势对工业控制器产生了重大影响。
传统上，由于需要实时运行且紧密联系的过程结构，因此自动化系统大多采用专有的设计。这有助于供应商与最终用户建立紧密的合作伙伴关系。专有系统的设计锁定了供应商，企业只能从同一个供应商处采购控制系统。这样也无法实施其它供应商的最新应用和技术。不幸的是，从长远来看，这限制了制造企业进行创新和利用新技术来改善其工艺的能力。
如今，由于数字化使制造企业能够以多种方式使用数据，因此需要实现可扩展的控制系统，使制造过程能够根据业务需求进行扩展。鉴于大规模、连续和参数化的工业数字化设备的激增，这一需求将变成一项义务。
纵向和横向集成
寻求成功整合的制造企业，必须在纵向和横向上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进行集成。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，制造企业还必须强调集成控制系统功能，例如远程访问和状态监视等。一个集成的控制平台，将使企业能够提高效率和生产率，并实现全厂范围的过程优化和用户体验的增强。
可编程逻辑控制器（PLC）的发展，将在推动该行业进入新时代的革命中发挥关键作用。凭借更大的编程灵活性和便利性、可扩展性、更多的内存、更小的外形尺寸、高速（千兆位）以太网和嵌入式无线功能，未来的PLC将更适应软件、通信和硬件方面的技术改进。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，将会促进工厂车间与其它过程之间的通信。
为了实现这一点，控制器制造商必须找到适合控制应用的PLC，并提供必要的工具，以便在需要时整理、分析并向用户显示过程数据。这可能包括通过移动应用或网络浏览器提供数据访问。
还要注意，管理高端控制器网络需要企业在硬件和基础设施方面投入大量资金。此外，专有硬件的集成阻碍了运行的灵活性，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为制造企业提供帮助。
虚拟化的控制功能
与商用现货产品不同，虚拟化控制系统，如PLC、分布式控制系统（DCS）、HMI和数据采集与监控系统（SCADA），需要的物理服务器更少。虚拟控制功能也可以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。开放的、基于软件的控制体系结构的这种灵活性，使企业可以升级和优化控制过程加快新功能的部署。
最近，工程服务和航空航天系统的供应商推出了一个平台，该平台可使控制系统制造商利用模块化和简单的构造，以更少的时间、更低的成本来设计和开发应用程序。该软件在虚拟环境中运行，可改变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，利用特定协议管理应用程序的性能，使工厂工程师可以专注于控制系统优化。
随着自动化和控制系统的发展，仪表将同时发展以适应变化。那么，仪器仪表的未来将如何发展？易于阅读的仪表板将在未来继续产生影响，从而使仪表操作更具交互性，而且使工厂运行人员更易接近。在全球范围内，制造业工厂已经开始采用网络化仪表。使用联网系统，运行人员不必在靠近仪器安装的工艺过程附近评估仪表，而是将数据传输到一个集线器，在该集线器中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的路线。在最新的工业革命中，不同的工业自动化系统将共享资源并发挥协同作用。为了保持领先地位，制造企业将不得不利用现有技术，加速技术实施并释放新的价值来源。毕竟，进入下一阶段的自动化更多是逐步升级，而技术仍是创新的主要动力。（作者：Keshab Panda）