工業(yè)自動化控制是工業(yè)技術(shù)進步的重要方向，是機電一體化、推進兩化融合的基礎工作。但是，多年來一直缺少國家層面的關(guān)注和戰(zhàn)略性安排，處于嚴重落后階段，并存有重大隱患。

什么是工廠自動化領域的自動控制技術(shù).簡單講，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、機械加工等制造領域及環(huán)保等為PLC。PLC用途廣泛，既解決單機自控，也提供流水線和工廠自動化解決方案。

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

國際工控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

工業(yè)自動化控制是工業(yè)技術(shù)進步的重要方向：解決效率、產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、一致性的基礎技術(shù)。普及工控是推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，以“信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，推進兩化融合的基礎工作。

近幾十年，隨著ICT技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，工業(yè)自控系統(tǒng)和儀表儀器技術(shù)進步很快，呈微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、集成化等特點。一般認為，工業(yè)自動化有兩個主要領域：以過程流體運動控制技術(shù)支撐的流程自動化PA和以運動控制技術(shù)支撐的工廠自動化FA或離散型生產(chǎn)自動化。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，成為計算機工業(yè)控制系統(tǒng)的主流，廣泛應用于大型、設備眾多、工況復雜的流程型裝備的自動控制，如大型化工廠、火電廠等。

可編程控制器PLC：以繼電器技術(shù)為基礎，綜合ICT技術(shù)，以程序化方式實現(xiàn)設備的電氣控制。PLC結(jié)構(gòu)緊湊、響應快、現(xiàn)場環(huán)境適應性與可靠性好耐振動、噪聲、灰塵、油污等、抗干擾能力強、價格較低，是與DCS并駕齊驅(qū)的另一主流控制系統(tǒng)。

工業(yè)自動控制技術(shù)路線呈互相滲透、互相融合的趨勢。PLC應用范圍向中小型過程控制系統(tǒng)、近程維護服務系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)控等領域擴展，在某些應用上取代了DCS。DCS也應用PLC與工控計算機聯(lián)合組網(wǎng)?？偟内厔菔歉娱_放細化分工合作、標準化、產(chǎn)品化、集成化。

上世紀90年代以來，現(xiàn)場總線技術(shù)FCS迅速發(fā)展。這是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)字式智能化儀表與測控設備，與自動控制裝置或系統(tǒng)間的多點通信、全分散、開放式的底層控制網(wǎng)絡系統(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)、瓜分全球市場的寡頭壟斷局面。原來的幾百個廠商目前只剩下幾十個，最著名者如西門子、ABB、Honeywell、三菱、菲尼克斯等，其工控產(chǎn)品均號稱兼具DCS/PLC/FCS功能，在質(zhì)量、價格、售后服務方面已經(jīng)贏得了市場信譽。

工業(yè)信息化是電子通信技術(shù)ICT與先進制造技術(shù)融合的產(chǎn)物，是設備可控性、測控設備適用性及信息優(yōu)化應用的綜合成果。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、重大公益設備等的神經(jīng)中樞、運行中心和安全屏障，其功能是監(jiān)測控制整個工藝流程和產(chǎn)品質(zhì)量，保障工業(yè)重大裝備安全可靠運行和實現(xiàn)高效優(yōu)化。

所以，推進制造環(huán)節(jié)自動化，是提升我國工業(yè)競爭力的核心技術(shù)之一，是兩化融合的基礎。推進工控技術(shù)自主創(chuàng)新，掌握工控行業(yè)發(fā)展主導權(quán)，扭轉(zhuǎn)目前過分依賴國外技術(shù)和受制于人的被動局面，是當前振興裝備工業(yè)的一個核心問題，是不能回避的戰(zhàn)略任務。

我國工控行業(yè)總體落后的現(xiàn)狀與原因

國產(chǎn)控制系統(tǒng)難以進入重大工程的關(guān)鍵、核心、主體裝備，這一市場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)大而不強的關(guān)鍵原因之一，也對產(chǎn)業(yè)安全和國家經(jīng)濟安全帶來威脅。

目前我國自主發(fā)展PLC工控系統(tǒng)，最需要的是形成一個具有較高通用性的工控系統(tǒng)平臺。我國的工控行業(yè)目前總體上處于弱勢地位，與國際先進水平仍有10~15年的差距。行業(yè)情況可概括為：技術(shù)差距大、市場信任度低、外資強勢競爭等。

一用于重大裝備的DCS取得重要進展，現(xiàn)場儀表和頂層系統(tǒng)薄弱。

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

我國自控產(chǎn)業(yè)鏈的兩頭——底層的現(xiàn)場儀表尤其是變送器和執(zhí)行機構(gòu)、上層的綜合自動化軟件是最薄弱環(huán)節(jié)。我國自行設計制造的智能變送器只占國內(nèi)市場的9%。頂層綜合控制軟件能力弱，一方面是因為工控企業(yè)對用戶的工藝特征理解不深刻，經(jīng)驗積累不足，從而制約了頂層集成能力和快速進入細分市場的能力工控企業(yè)受制于國家關(guān)于設計企業(yè)資質(zhì)門檻的規(guī)定也是一方面原因。用戶市場對本國工控技術(shù)/產(chǎn)品的不認同，制約了自主研發(fā)的工控產(chǎn)品實踐提高的機會。

由于上述原因，國產(chǎn)控制系統(tǒng)難以進入重大工程的關(guān)鍵、核心、主體裝備，這一市場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化的PLC系統(tǒng)，情況不容樂觀。

當前PLC技術(shù)的應用范圍，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應用市場，95%以上被外國產(chǎn)品占領，本國企業(yè)處于絕對劣勢。

跨國公司的產(chǎn)品享受零部件進口免稅等政策優(yōu)惠，本國廠商在家門口面對強勢國際競爭，毫無招架之力。

三PLC系統(tǒng)難自立，行業(yè)研發(fā)平臺缺失。

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

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，主干基礎硬件幾乎全部由外國公司提供，基礎軟件也依賴進口。我國PLC廠商的業(yè)務，只是局限在運用進口硬件與基礎軟件，針對具體工藝控制的需求，運用ICT技術(shù)進行集成、做應用軟件。在系統(tǒng)的設計訣竅方面，在系統(tǒng)可靠性、產(chǎn)品質(zhì)量一致性、可靠性、市場信譽方面，與國外先進水平尚有較大差距。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)一標準的硬件和基礎軟件支撐，單打獨斗，形不成規(guī)模。

四是受外資控制與擠壓，競爭能力差。我國一些企業(yè)曾經(jīng)自主開發(fā)PLC硬件平臺，但產(chǎn)品剛有眉目，跨國公司立即降價。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，性能與價格都缺乏競爭優(yōu)勢。加上缺乏國家政策支持，在市場上根本無法立足，陷入了“市場信譽度低—缺乏實踐與改進機會—市場信譽進一步降低”的惡性循環(huán)。

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

自主發(fā)展能力關(guān)系國家工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略

工控行業(yè)自主發(fā)展能力關(guān)系國家的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，也考驗其戰(zhàn)略規(guī)劃的眼光。建設企業(yè)為主體、官產(chǎn)學研用相結(jié)合的創(chuàng)新體系和相應的行業(yè)管理機制，是國際通用模式。通過對工控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和問題的調(diào)研，感到我國工業(yè)的指導思想和體制政策方面，有若干值得思考之處。

一關(guān)于工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略指導思想。

改革開放推動了我國在市場化條件下加入世界產(chǎn)業(yè)分工體系。在用勞動密集型產(chǎn)品換取國外技術(shù)密集型產(chǎn)品的同時，關(guān)系到工業(yè)結(jié)構(gòu)中必須堅守的戰(zhàn)略要點如工控行業(yè)，也不自覺地遵從“國際分工”，給產(chǎn)業(yè)升級帶來不利的影響。

上世紀80年代引進國外先進生產(chǎn)線，為節(jié)約外匯僅對單臺自動化技術(shù)感興趣，指導思想是能用人工的盡量用人工。由于當時對工廠自動化的意義認識不完整，重點考慮效率，把自動生產(chǎn)線加工精度和質(zhì)量放在第二位，以致錯過了趕上工廠自動化國際潮流的歷史機遇。

國家在重大裝備的發(fā)展規(guī)劃中，把重點放在“可購買性差的戰(zhàn)略性產(chǎn)品”上。而市場規(guī)模較大的中小型PLC系統(tǒng)，由于進口方便、政策鼓勵，又受到用戶追捧，其消化創(chuàng)新、自主發(fā)展的問題就容易被管理層忽視。對事關(guān)戰(zhàn)略的核心技術(shù)持“能買就買”、“買不到才自己干”的被動響應的態(tài)度，等于不自覺地跟隨西方劃定的國際分工格局，模糊了自己的努力目標。

二關(guān)于工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的傾向性。

我國各類發(fā)展規(guī)劃中，制定重點項目，通常選擇通過重大產(chǎn)品帶動研發(fā)的方式，特別是具有重大標志性、產(chǎn)業(yè)拉動作用較顯著的主機產(chǎn)品，如核電、新能源、大飛機、汽車、數(shù)控機床等。這一原則本身是正確的。但在具體執(zhí)行中，容易發(fā)生畸輕畸重的傾向。

一是“有形先于無形，整機重于零部件”。傳統(tǒng)思維將“制造業(yè)”與“電子信息”分開，但現(xiàn)代裝備制造已經(jīng)基本實現(xiàn)控制系統(tǒng)與機電系統(tǒng)的融合。而我國的工業(yè)規(guī)劃至今還將工業(yè)自動控制置于“配角”地位。推進兩化融合，必須轉(zhuǎn)變固有的“制造業(yè)”思維定式。

二是缺乏工業(yè)的整體發(fā)展意識。工業(yè)結(jié)構(gòu)呈“主機—控制—零部件—材料—工藝”的金字塔形結(jié)構(gòu)。工業(yè)的“中間部門”如內(nèi)燃機、泵閥液壓密封緊固件等通用基礎件、材料，以及共性制造技術(shù)、機電一體化的控制裝置等，其技術(shù)的不斷進步，是各類主機品質(zhì)性能得以提高的基礎，是工業(yè)競爭力的根基?；A長期依賴外來技術(shù)，國家的工業(yè)發(fā)展就等于建立在沙灘上。

在工控領域，也存在畸重畸輕問題。國家比較重視DCS系統(tǒng)，尤其是重大裝備自控系統(tǒng)中的主控DCS部分，但對其兩端則投入不足;對量大面廣的PLC系統(tǒng)，因有可買性、小企業(yè)多、行業(yè)組織難等問題，則至今未能列入“十二五”發(fā)展規(guī)劃。

在中間產(chǎn)品、基礎材料和制造工藝方面，目前與國際先進水平差距較大。尤其中間產(chǎn)品領域主要是中小企業(yè)，面對德國西門子、博世這樣的零部件巨型跨國企業(yè)的強勢壓迫，廣大中小企業(yè)只能維持生存，沒有充當技術(shù)創(chuàng)新主體的實力。而這一領域恰恰是最需要加強基礎科技支持的。

三建設企業(yè)為主體、官產(chǎn)學研用相結(jié)合的創(chuàng)新體系和相應的行業(yè)管理機制，是國際通用模式。