工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術(shù)作為20世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯提升作用。

 　　我國工業(yè)控制自動化發(fā)展道路，大多是引進成套設(shè)備同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動化技術(shù)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。

　　一、以工業(yè)PC為基礎(chǔ)低成本工業(yè)控制自動化將成為主流

　　眾所周知，從20世紀60年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進步（即新設(shè)備、新工藝以及計算機應(yīng)用）開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造，使工業(yè)到飛速發(fā)展。20世紀末世界上最大變化就是全球市場形成。全球市場導(dǎo)致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場時間（TimetoMarket）、改善質(zhì)量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服務(wù)體系（Service），這就是企業(yè)T.Q.C.S.。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）結(jié)合信息集成和系統(tǒng)集成，追求更完善T.Q.C.S.，使企業(yè)實現(xiàn)“正確時間，將正確信息以正確方式傳給正確人，作出正確決策”，即“五個正確”。這種自動化需要投入大量資金，是一種高投資、高效益同時是高風(fēng)險發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。我國，中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走低成本工業(yè)控制自動化道路。工業(yè)控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎(chǔ)自動化和過程自動化。傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主由各種進口過程計算機或小型機組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件價格之高令眾多企業(yè)望而卻步。20世紀90年代以來，PC-based工業(yè)計算機（簡稱工業(yè)PC）發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成PC-based自動化系統(tǒng)到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣大企業(yè)幾乎全部大型加熱爐，也拆原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲了良好效果。基于PC控制器被證明可以像PLC一樣可靠，被操作和維護人員接受，，一個接一個制造商至少部分生產(chǎn)中正采用PC控制方案。基于PC控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活選擇，從長遠角度看，PC控制系統(tǒng)維護成本低。可編程控制器（PLC）受PC控制威脅最大，PLC供應(yīng)商對PC應(yīng)用感到很不安。事實上，他們現(xiàn)也加入到了PC控制“浪潮”中。

 　　近年來，工業(yè)PC我國到了異常迅速發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們變形機，如AT96總線工控機等。基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC運行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之將是CompactPCI-based工控機，而IPC將占據(jù)管理自動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計算機為基礎(chǔ)開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項，目標就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)PC-based控制系統(tǒng)，3(5年內(nèi)，占領(lǐng)30%(50%國內(nèi)市場，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

 　　幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。，時至今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因；另一個是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT原因。一個成功PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上軟件完成；二是向客戶提供所需要所有東西。可以預(yù)見，工業(yè)PC與PLC競爭將主要高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)將來很可能存工業(yè)PC和PLC之間，這些融合跡象已經(jīng)出現(xiàn)。和PLC一樣，工業(yè)PC市場過去兩年里保持平穩(wěn)。與PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據(jù)Frost&Sullivan公司估計，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場里，大約8500萬美元為控制軟件，一億美元為操作系統(tǒng)。到2007年會翻一番，工業(yè)PC市場變非常可觀。

　　二、PLC向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性方向發(fā)展

 　　長期以來，PLC始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域主戰(zhàn)場，為各種各樣自動化控制設(shè)備提供非常可靠控制方案，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來沖擊。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國內(nèi)PLC市場仍以國外產(chǎn)品為主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE產(chǎn)品。多年發(fā)展，國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)模生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說PLC我國尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍，應(yīng)用行業(yè)也很廣。專家估計，2000年P(guān)LC國內(nèi)市場銷量為15(20萬套（其中進口占90%左右），約25(35億元人民幣，年增長率約為12%。預(yù)計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右，約35(45億元人民幣。

 　　PLC市場也反映了全世界制造業(yè)狀況，2000后大幅度下滑。AutomationResearchCorp預(yù)測，盡管全球經(jīng)濟下滑，PLC市場將會復(fù)蘇，估計全球PLC市場2000年為76億美元，到2005年底將回到76億美元，并繼續(xù)略微增長。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展主要方向。基于PLC自動化早期，PLC體積大價格昂貴。但最近幾年，微型PLC（小于32I/O）已經(jīng)出現(xiàn)，價格幾百歐元。軟PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制市場份額將逐步到增長。當(dāng)前，過程控制領(lǐng)域最大發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)擴展，PLC例外。現(xiàn)越來越多PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口。可以相信，PLC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)。

　 　三、面向測控管一體化設(shè)計DCS系統(tǒng)

 　　集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）問世于1975年，生產(chǎn)廠家主要集中美、日、德等國。我國從70年代中后期起，首先由大型進口設(shè)備成套中引入國外DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當(dāng)時，我國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）DCS基本全部進口。80年代初期引進、消化和吸收同時，開始了研制國產(chǎn)化DCS技術(shù)攻關(guān)。近10年，特別是“九五”以來，我國DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展很快，崛起了一批優(yōu)秀企業(yè)，如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。

 　　這批企業(yè)研制生產(chǎn)DCS系統(tǒng)，品種數(shù)量大幅度增加，產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達到或接近國際先進水平。2001年全國應(yīng)用4426套DCS系統(tǒng)中，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)為1486套，占35%。短短幾年，國外DCS系統(tǒng)我國一統(tǒng)天下局面從此不再出現(xiàn)。這些專業(yè)化公司占據(jù)了一定市場份額，積累了發(fā)展資本和技術(shù)，同時使國外引進DCS系統(tǒng)價格也大幅度下降，為我國自動化推廣事業(yè)做出了貢獻。與此同時，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)出口也逐年增長。

 　　國產(chǎn)DCS發(fā)展取了長足進步，但國外DCS產(chǎn)品國內(nèi)市場中占有率還較高，其中主Honeywell和橫河公司產(chǎn)品。我國DCS市場年增長率約為20%，年市場額約為30(35億元。近5年內(nèi)DCS石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品，其市場增長率不會下降。據(jù)統(tǒng)計，到2005年，我國石化行業(yè)有1000多套裝置需要應(yīng)用DCS控制；電力系統(tǒng)每年新裝1000多萬千瓦發(fā)電機組，需要DCS實現(xiàn)監(jiān)控；不少企業(yè)已使用DCS近15(20年，需要更新和改造。，今后5年內(nèi)DCS作為自動化儀表行業(yè)主要產(chǎn)品位不會動搖。中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會公布調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2002年我國DCS市場狀況如下： 小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發(fā)展主要方向。目前小型DCS所占有市場，已逐步與PLC、工業(yè)PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先與這三種系統(tǒng)融合，“軟DCS”技術(shù)將首先小型DCS中到發(fā)展。PC-based控制將更加廣泛應(yīng)用于中小規(guī)模過程控制，各DCS廠商也將紛紛推出基于工業(yè)PC小型DCS系統(tǒng)。開放性DCS系統(tǒng)將同時向上和向下雙向延伸，使來自生產(chǎn)過程現(xiàn)場數(shù)據(jù)整個企業(yè)內(nèi)部自由流動，實現(xiàn)信息技術(shù)與控制技術(shù)無縫連接，向測控管一體化方向發(fā)展。