工業(yè)自動化控制是工業(yè)技術進步的重要方向，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？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。
　　
　　國際工控技術與產業(yè)的發(fā)展趨勢
　　
　　工業(yè)自動化控制是工業(yè)技術進步的重要方向：解決效率、產品質量、可靠性、一致性的基礎技術。
　　
　　普及工控是推進產業(yè)結構優(yōu)化升級，以“信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)”，推進兩化融合的基礎工作。
　　
　　近幾十年，隨著ICT技術突飛猛進的發(fā)展，工業(yè)自控系統(tǒng)和儀表儀器技術進步很快，呈微型化、數(shù)字化、智能化、網絡化、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）控制技術支撐的流程自動化（PA）和以運動控制技術支撐的工廠自動化（FA或離散型生產自動化）。前者從傳統(tǒng)的模擬式回路儀表起步，綜合ICT控制技術，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）：以繼電器技術為基礎，綜合ICT技術，以程序化方式實現(xiàn)設備的電氣控制。PLC結構緊湊、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并駕齊驅的另一主流控制系統(tǒng)。
　　
　　工業(yè)自動控制技術路線呈互相滲透、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?？偟内厔菔歉娱_放（細化分工合作）、標準化、產品化、集成化。
　　
　　上世紀90年代以來，現(xiàn)場總線技術FCS迅速發(fā)展。這是安裝在生產現(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絡系統(tǒng)。

世界工控行業(yè)經過幾十年的大浪淘沙，已形成少數(shù)跨國公司規(guī)模生產、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，其工控產品均號稱兼具DCS/PLC/FCS功能，在質量、價格、售后服務方面已經贏得了市場信譽。
　　
　　工業(yè)信息化是電子通信技術（ICT）與先進制造技術融合的產物，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品質量，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)競爭力的核心技術之一，是兩化融合的基礎。推進工控技術自主創(chuàng)新，掌握工控行業(yè)發(fā)展主導權，扭轉目前過分依賴國外技術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
　　
　　國產控制系統(tǒng)難以進入重大工程的關鍵、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)大而不強的關鍵原因之一，也對產業(yè)安全和國家經濟安全帶來威脅。
　　
　　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產品全部是國外產品，當時國家組織對進口成套重大裝備的自控系統(tǒng)進行技術消化，原機械、電力兩部協(xié)同攻關，率先在大型火電機組領域實現(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、質量、聲譽等原因，這些產品的應用對象，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）、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)受制于國家關于設計企業(yè)資質門檻的規(guī)定也是一方面原因）。用戶市場對本國工控技術/產品的不認同，制約了自主研發(fā)的工控產品實踐提高的機會。
　　
　　由于上述原因，國產控制系統(tǒng)難以進入重大工程的關鍵、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%以上被外國產品占領，本國企業(yè)處于絕對劣勢?？鐕镜漠a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。
　　
　?。ㄈ㏄LC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，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。本國PLC廠商技術都是架構在外國的控制技術上，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、產品質量（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)曾經自主開發(fā)PLC硬件平臺，但產品剛有眉目，跨國公司立即降價。由于PLC系統(tǒng)是技術密集型的成熟產品，本國產品初次面世，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)。
　　
　　五是產學研結合的現(xiàn)實困境：國家工業(yè)管理機構多次變更，一些共性技術研究所改企業(yè)，原有的研究進程中斷，技術積累流失或老化。

自主發(fā)展能力關系國家工業(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、官產學研用相結合的創(chuàng)新體系和相應的行業(yè)管理機制，是國際通用模式。
　　
　　通過對工控產業(yè)現(xiàn)狀和問題的調研，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。
　　
　?。ㄒ唬╆P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業(yè)分工體系。在用勞動密集型產品換取國外技術密集型產品的同時，關系到工業(yè)結構中必須堅守的戰(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線，為節(jié)約外匯僅對單臺自動化技術感興趣，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，把自動生產線加工精度和質量放在第二位，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。對事關戰(zhàn)略的核心技術持“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。
　　
　?。ǘ╆P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品帶動研發(fā)的方式，特別是具有重大標志性、產業(yè)拉動作用較顯著的主機產品，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)結構呈“主機—控制—零部件—材料—工藝”的金字塔形結構。工業(yè)的“中間部門”如內燃機、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、機電一體化的控制裝置等，其技術的不斷進步，是各類主機品質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，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、官產學研用相結合的創(chuàng)新體系和相應的行業(yè)管理機制，是國際通用模式。
　　
　　應當注意的是，企業(yè)規(guī)模大、產業(yè)集中度高的行業(yè)和企業(yè)規(guī)模偏小、產業(yè)集中度低的行業(yè)，兩者的技術進步機制有很大不同。在工控行業(yè)，DCS能在火電領域站住腳，首先在于得到具有壟斷地位的電力用戶的支持。而多數(shù)競爭充分、企業(yè)小而散的機械企業(yè)，“以企業(yè)為主體”的研發(fā)體制，必須以行業(yè)的組織力為前提。

四方面入手解決工控發(fā)展瓶頸問題
　　
　　振興裝備工業(yè)，需高度重視基礎科學支撐，重視共性技術研發(fā)、基礎零部件的同步發(fā)展。
　　
　　建議“十二五”就“工廠自動化控制系統(tǒng)平臺”進行科研與產業(yè)化立項，支持PLC共性平臺研發(fā)與重點應用領域的結合、推廣。
　　
　　PLC用途廣泛，必須使研發(fā)與制造高度合作，注重發(fā)揮相關行業(yè)協(xié)會的協(xié)調作用、牽頭重點研發(fā)企業(yè)與應用企業(yè)，共同組成研發(fā)團隊。
　　
　　業(yè)內專家就此問題，提出相關對策思路：第一，建設一個國家層面的、通用的、共性的、全面的PLC平臺。
　　
　　因為發(fā)展階段問題，我國目前比較重視可購買性差的、有戰(zhàn)略性強度以及拉動性較大的產業(yè)，如核電站、風電、太陽能、大飛機、汽車等，但是上述這些產業(yè)都少不了PLC，每一臺機器都是要一臺甚至多臺PLC來控制。控制系統(tǒng)應該是屬于第二層次，但是不等于其重要性也是第二層次。
　　
　　一個PLC通用平臺，無論是作為信息化產品、控制技術產品還是兩化融合的骨干產品，都應該被重點關注。遺憾的是，國家的裝備制造業(yè)振興規(guī)劃只有在基礎零部件的最后一句提到了工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，但是基礎零部件跟工業(yè)自動化控制系統(tǒng)關系并不大，技術的復雜性和非單一性比鑄件、鍛件等基礎零部件要強得多，將其歸入基礎零部件是不科學的。
　　
　　有些產品雖然成熟度大，但批量生產不容易，比如大飛機，可PLC不存在這樣的問題，國外知名企業(yè)已經把批量化做得很完善了。然而，越是可以批量生產的東西，越是成熟，門檻也就越高，如果沒有國家的支持，中國的企業(yè)不可能具有實力和外國企業(yè)競爭。中國要打造的PLC平臺，應該是一個包括研發(fā)平臺、制造平臺和應用平臺的綜合型平臺。
　　
　　要解決PLC的根本問題，研發(fā)、制造、應用三個平臺缺一不可。這是一個大工程，可以分階段來完成，在一個五年計劃里很難全部實現(xiàn)。所以有必要列個項目，組織研究這個對國民經濟有重大意義的關鍵產品。在國家支撐下，建立研發(fā)、制造和應用平臺，而不單是應用平臺。至于怎么組織、組織誰還要進一步討論，但是首先要把它放對位置，這涉及到我們整個斷續(xù)流程工業(yè)的發(fā)展和做大做強問題，涉及到整個兩化融合是不是真正能夠在斷續(xù)流程的工業(yè)里真正地推廣下去。
　　
　　第二，從市場細分著手，以軟件帶動硬件發(fā)展。
　　
　　要想與國外優(yōu)勢企業(yè)正面競爭，僅僅依靠模仿和跟隨，人家做什么我們做什么，中國企業(yè)的贏面很小。因為從價格層面看，國外已經形成批量生產，成本控制得很好，價格已經很低了，我們就算再便宜20%，就PLC這一產品來說，對于整套設備購買來說，價格差別也不會很大。所以只有從特點上、從市場細分上與國外企業(yè)較量。