什么是工廠自動(dòng)化領(lǐng)域的自動(dòng)控制技術(shù)?簡(jiǎn)單講，用于連續(xù)流程的(電力、化工)即DCS，用于非連續(xù)過程的(冶金、造紙、紡織、機(jī)械加工等制造領(lǐng)域及環(huán)保等)為PLC。PLC用途廣泛，既解決單機(jī)自控，也提供流水線和工廠自動(dòng)化解決方案。

　　可編程控制器(PLC)：以繼電器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合ICT技術(shù)，以程序化方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的電氣控制。PLC結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性與可靠性好(耐振動(dòng)、噪聲、灰塵、油污等)、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格較低，是與DCS并駕齊驅(qū)的另一主流控制系統(tǒng)。

　　國際工控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

　　工業(yè)自動(dòng)化控制是工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要方向：解決效率、產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、一致性的基礎(chǔ)技術(shù)。

　　普及工控是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，以“信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，推進(jìn)兩化融合的基礎(chǔ)工作。

　　近幾十年，隨著ICT技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，工業(yè)自控系統(tǒng)和儀表儀器技術(shù)進(jìn)步很快，呈微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等特點(diǎn)。

　　一般認(rèn)為，工業(yè)自動(dòng)化有兩個(gè)主要領(lǐng)域：以過程(流體運(yùn)動(dòng))控制技術(shù)支撐的流程自動(dòng)化(PA)和以運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)支撐的工廠自動(dòng)化(FA或離散型生產(chǎn)自動(dòng)化)。前者從傳統(tǒng)的模擬式回路儀表起步，綜合ICT控制技術(shù)，發(fā)展為分布式(或集散式)控制系統(tǒng)DCS。其高度的可靠性、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法、開放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點(diǎn)，成為計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)的主流，廣泛應(yīng)用于大型、設(shè)備眾多、工況復(fù)雜的流程型裝備的自動(dòng)控制，如大型化工廠、火電廠等。

　　工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)路線呈互相滲透、互相融合的趨勢(shì)。PLC應(yīng)用范圍向中小型過程控制系統(tǒng)、近程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)控等領(lǐng)域擴(kuò)展，在某些應(yīng)用上取代了DCS。DCS也應(yīng)用PLC與工控計(jì)算機(jī)聯(lián)合組網(wǎng)?？偟内厔?shì)是更加開放(細(xì)化分工合作)、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化、集成化。

　　上世紀(jì)90年代以來，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)FCS迅速發(fā)展。這是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字式智能化儀表與測(cè)控設(shè)備，與自動(dòng)控制裝置或系統(tǒng)間的多點(diǎn)通信、全分散、開放式的底層控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　世界工控行業(yè)經(jīng)過幾十年的大浪淘沙，已形成少數(shù)跨國公司規(guī)模生產(chǎn)、瓜分全球市場(chǎng)的寡頭壟斷局面。原來的幾百個(gè)廠商目前只剩下幾十個(gè)，最著名者如西門子、ABB、HONEYWELL、三菱、菲尼克斯等，其工控產(chǎn)品均號(hào)稱兼具DCS/PLC/FCS功能，在質(zhì)量、價(jià)格、售后服務(wù)方面已經(jīng)贏得了市場(chǎng)信譽(yù)。

　　工業(yè)信息化是電子通信技術(shù)(ICT)與先進(jìn)制造技術(shù)融合的產(chǎn)物，是設(shè)備可控性、測(cè)控設(shè)備適用性及信息優(yōu)化應(yīng)用的綜合成果。自控系統(tǒng)和儀表儀器是現(xiàn)代工業(yè)裝備以及交通、能源、國防、重大公益設(shè)備等的神經(jīng)中樞、運(yùn)行中心和安全屏障，其功能是監(jiān)測(cè)控制整個(gè)工藝流程和產(chǎn)品質(zhì)量，保障工業(yè)重大裝備安全可靠運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)化。

　　所以，推進(jìn)制造環(huán)節(jié)自動(dòng)化，是提升我國工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)之一，是兩化融合的基礎(chǔ)。推進(jìn)工控技術(shù)自主創(chuàng)新，掌握工控行業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)，扭轉(zhuǎn)目前過分依賴國外技術(shù)和受制于人的被動(dòng)局面，是當(dāng)前振興裝備工業(yè)的一個(gè)核心問題，是不能回避的戰(zhàn)略任務(wù)。

　　我國工控行業(yè)總體落后的現(xiàn)狀與原因

　　我國連續(xù)流程自動(dòng)化(DCS)發(fā)展比較快，以能源和重化工為主，主要在應(yīng)用方面，并且多年來得到國家政策支持，所以行業(yè)內(nèi)部的認(rèn)識(shí)和重視程度比較高，與國際先進(jìn)水平的差距正在縮短。在斷續(xù)流程自動(dòng)化(國外通常說“工廠自動(dòng)化”FactoryAutomation，簡(jiǎn)稱FA)領(lǐng)域，面臨的問題卻越來越緊迫。

　　國產(chǎn)控制系統(tǒng)難以進(jìn)入重大工程的關(guān)鍵、核心、主體裝備，這一市場(chǎng)的大部分仍被國外工控系統(tǒng)壟斷。

　　工控發(fā)展滯后是中國工業(yè)大而不強(qiáng)的關(guān)鍵原因之一，也對(duì)產(chǎn)業(yè)安全和國家經(jīng)濟(jì)安全帶來威脅。

　　目前我國自主發(fā)展PLC工控系統(tǒng)，最需要的是形成一個(gè)具有較高通用性的工控系統(tǒng)平臺(tái)。

　　我國的工控行業(yè)目前總體上處于弱勢(shì)地位，與國際先進(jìn)水平仍有10~15年的差距。行業(yè)情況可概括為：技術(shù)差距大、市場(chǎng)信任度低、外資強(qiáng)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)等。

　　(一)用于重大裝備的DCS取得重要進(jìn)展，現(xiàn)場(chǎng)儀表和頂層系統(tǒng)薄弱。

　　上世紀(jì)80年代，我國使用的DCS產(chǎn)品全部是國外產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)國家組織對(duì)進(jìn)口成套重大裝備的自控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)消化，原機(jī)械、電力兩部協(xié)同攻關(guān)，率先在大型火電機(jī)組領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。目前自主研制的超臨界300~600MW火電機(jī)組主控DCS系統(tǒng)已裝機(jī)數(shù)十套、經(jīng)受了多年運(yùn)行檢驗(yàn)。在這個(gè)過程中，一些中資企業(yè)脫穎而出，如北京和利時(shí)、浙大中控、新華中控等。上海自動(dòng)化儀表、國電智深公司也在300~600MW機(jī)組主控DCS具備了相同能力。但由于工程應(yīng)用能力、質(zhì)量、聲譽(yù)等原因，這些產(chǎn)品的應(yīng)用對(duì)象，除電力外，仍以中小工程項(xiàng)目為主，或用于大型工程項(xiàng)目的非主要部分，用量更大的大型石化工程主控系統(tǒng)尚未能進(jìn)入。

　　我國自控產(chǎn)業(yè)鏈的兩頭——底層的現(xiàn)場(chǎng)儀表(尤其是變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu))、上層的綜合自動(dòng)化軟件是最薄弱環(huán)節(jié)。我國自行設(shè)計(jì)制造的智能變送器只占國內(nèi)市場(chǎng)的9%。頂層綜合控制軟件能力弱，一方面是因?yàn)楣た仄髽I(yè)對(duì)用戶的工藝特征理解不深刻，經(jīng)驗(yàn)積累不足，從而制約了頂層集成能力和快速進(jìn)入細(xì)分市場(chǎng)的能力(工控企業(yè)受制于國家關(guān)于設(shè)計(jì)企業(yè)資質(zhì)門檻的規(guī)定也是一方面原因)。用戶市場(chǎng)對(duì)本國工控技術(shù)/產(chǎn)品的不認(rèn)同，制約了自主研發(fā)的工控產(chǎn)品實(shí)踐提高的機(jī)會(huì)。

　　由于上述原因，國產(chǎn)控制系統(tǒng)難以進(jìn)入重大工程的關(guān)鍵、核心、主體裝備，這一市場(chǎng)的大部分仍被國外工控系統(tǒng)壟斷。

　　(二)用于廣大離散型工廠自動(dòng)化的PLC系統(tǒng)，情況不容樂觀。

　　當(dāng)前PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍，涵蓋了除大型化工、電力企業(yè)之外的幾乎所有工業(yè)行業(yè)。但是，目前我國PLC應(yīng)用市場(chǎng)，95%以上被外國產(chǎn)品占領(lǐng)，本國企業(yè)處于絕對(duì)劣勢(shì)。

　　跨國公司的產(chǎn)品享受零部件進(jìn)口免稅等政策優(yōu)惠，本國廠商在家門口面對(duì)強(qiáng)勢(shì)國際競(jìng)爭(zhēng)，毫無招架之力。

　　(三)PLC系統(tǒng)難自立，行業(yè)研發(fā)平臺(tái)缺失。

　　一是本國企業(yè)和機(jī)構(gòu)，規(guī)模小、業(yè)務(wù)分散，形不成氣候。此類企業(yè)中，有些是原工業(yè)部門承擔(dān)行業(yè)共性技術(shù)的研究所或大學(xué)科研單位改制而來，如和利時(shí)、浙大中控、北京機(jī)械自動(dòng)化研究所等。

　　二是到目前為止，我國企業(yè)尚未真正掌握FA工控的核心技術(shù)。本國PLC廠商技術(shù)都是架構(gòu)在外國的控制技術(shù)上，主干基礎(chǔ)硬件幾乎全部由外國公司提供，基礎(chǔ)軟件也依賴進(jìn)口。我國PLC廠商的業(yè)務(wù)，只是局限在運(yùn)用進(jìn)口硬件與基礎(chǔ)軟件，針對(duì)具體工藝控制的需求，運(yùn)用ICT技術(shù)進(jìn)行集成、做應(yīng)用軟件。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)訣竅方面，在系統(tǒng)可靠性、產(chǎn)品質(zhì)量(一致性、可靠性)、市場(chǎng)信譽(yù)方面，與國外先進(jìn)水平尚有較大差距。就是國內(nèi)引為自豪的數(shù)控系統(tǒng)，情況也大體如此。

　　三是作為科研型的工控企業(yè)，由于規(guī)模小和專業(yè)分散，缺乏國內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的硬件和基礎(chǔ)軟件支撐，單打獨(dú)斗，形不成規(guī)模。

　　四是受外資控制與擠壓，競(jìng)爭(zhēng)能力差。我國一些企業(yè)曾經(jīng)自主開發(fā)PLC硬件平臺(tái)，但產(chǎn)品剛有眉目，跨國公司立即降價(jià)。由于PLC系統(tǒng)是技術(shù)密集型的成熟產(chǎn)品，本國產(chǎn)品初次面世，性能與價(jià)格都缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。加上缺乏國家政策支持，在市場(chǎng)上根本無法立足，陷入了“市場(chǎng)信譽(yù)度低—缺乏實(shí)踐與改進(jìn)機(jī)會(huì)—市場(chǎng)信譽(yù)進(jìn)一步降低”的惡性循環(huán)。

　　五是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的現(xiàn)實(shí)困境：國家工業(yè)管理機(jī)構(gòu)多次變更，一些共性技術(shù)研究所改企業(yè)，原有的研究進(jìn)程中斷，技術(shù)積累流失或老化。