我國工業(yè)控制自動(dòng)化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和應用。目前我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò )化和集成化方向發(fā)展。

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

    眾所周知，從20世紀60年代開(kāi)始，西方國家就依靠技術(shù)進(jìn)步（即新設備、新工藝以及計算機應用）開(kāi)始對傳統工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場(chǎng)的形成。全球市場(chǎng)導致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)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)的T.Q.C.S.。雖然計算機集成制造系統（CIMS）結合信息集成和系統集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企業(yè)實(shí)現“在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策”，即“五個(gè)正確”。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時(shí)是高風(fēng)險的發(fā)展模式，很難為大多數中小企業(yè)所采用。在我國，中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動(dòng)化的道路。

    工業(yè)控制自動(dòng)化主要包含三個(gè)層次，從下往上依次是基礎自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是基礎自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化。

    傳統的自動(dòng)化系統，基礎自動(dòng)化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是由各種進(jìn)口的過(guò)程計算機或小型機組成，其硬件、系統軟件和應用軟件的價(jià)格之高令眾多企業(yè)望而卻步。

    20世紀90年代以來(lái)，由于PC-based的工業(yè)計算機（簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監控裝置、控制網(wǎng)絡(luò )組成的PC-based的自動(dòng)化系統得到了迅速普及，成為實(shí)現低成本工業(yè)自動(dòng)化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來(lái)DCS或單回路數字式調節器，而改用工業(yè)PC來(lái)組成控制系統，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。

    由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠，并且被操作和維護人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長(cháng)遠角度看，PC控制系統維護成本低。

    由于可編程控制器（PLC）受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實(shí)上，他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。
 
    近年來(lái)，工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，工業(yè)PC主要包含兩種類(lèi)型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機，如AT96總線(xiàn)工控機等。由于基礎自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對工業(yè)PC的運行穩定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現有的IPC已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是CompactPCI-based工控機，而IPC將占據管理自動(dòng)化層。國家于2001年設立了“以工業(yè)控制計算機為基礎的開(kāi)放式控制系統產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專(zhuān)項，目標就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的PC-based控制系統，在3(5年內，占領(lǐng)30%(50%的國內市場(chǎng)，并實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。

    幾年前，當“軟PLC”出現時(shí)，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會(huì )取代PLC。然而，時(shí)至今日工業(yè)PC并沒(méi)有代替PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統WindowsNT的原因。一個(gè)成功的PC-based控制系統要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺上的軟件完成；二是向客戶(hù)提供所需要的所有東西?？梢灶A見(jiàn)，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)的微型PLC競爭，這也是PLC市場(chǎng)增長(cháng)最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統的將來(lái)很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現。

    和PLC一樣，工業(yè)PC市場(chǎng)在過(guò)去的兩年里保持平穩。與PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據Frost&Sullivan公司估計，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場(chǎng)里，大約8500萬(wàn)美元為控制軟件，一億美元為操作系統。到2007年會(huì )翻一番，工業(yè)PC市場(chǎng)變得非?？捎^(guān)。

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

    長(cháng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設備提供非?？煽康目刂品桨?，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時(shí)，PLC也承受著(zhù)來(lái)自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。

    目前，全世界PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國內PLC市場(chǎng)仍以國外產(chǎn)品為主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國內PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家約有三十家，但都沒(méi)有形成頗具規模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說(shuō)PLC在我國尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。在PLC應用方面，我國是很活躍的，應用的行業(yè)也很廣。專(zhuān)家估計，2000年P(guān)LC的國內市場(chǎng)銷(xiāo)量為15(20萬(wàn)套（其中進(jìn)口占90%左右），約25(35億元人民幣，年增長(cháng)率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬(wàn)套左右，約35(45億元人民幣。

    PLC市場(chǎng)也反映了全世界制造業(yè)的狀況，2000后大幅度下滑。但是，按照AutomationResearchCorp的預測，盡管全球經(jīng)濟下滑，PLC市場(chǎng)將會(huì )復蘇，估計全球PLC市場(chǎng)在2000年為76億美元，到2005年底將回到76億美元，并繼續略微增長(cháng)。

    微型化、網(wǎng)絡(luò )化、PC化和開(kāi)放性是PLC未來(lái)發(fā)展的主要方向。

    在基于PLC自動(dòng)化的早期，PLC體積大而且價(jià)格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32I/O）已經(jīng)出現，價(jià)格只有幾百歐元。隨著(zhù)軟PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場(chǎng)份額將逐步得到增長(cháng)。
 
    當前，過(guò)程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展，PLC也不例外?，F在越來(lái)越多的PLC供應商開(kāi)始提供Ethernet接口?？梢韵嘈?，PLC將繼續向開(kāi)放式控制系統方向轉移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統。    集散控制系統DCS（DistributedControlSystem）問(wèn)世于1975年，生產(chǎn)廠(chǎng)家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中后期起，首先由大型進(jìn)口設備成套中引入國外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進(jìn)口項目。當時(shí)，我國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進(jìn)口。80年代初期在引進(jìn)、消化和吸收的同時(shí)，開(kāi)始了研制國產(chǎn)化DCS的技術(shù)攻關(guān)。

    近10年，特別是“九五”以來(lái)，我國DCS系統研發(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(shí)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)的DCS系統，不僅品種數量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達到或接近國際先進(jìn)水平。在2001年全國應用的4426套DCS系統中，國產(chǎn)DCS系統為1486套，占35%。短短幾年，國外DCS系統在我國一統天下的局面從此不再出現。這些專(zhuān)業(yè)化公司不僅占據了一定的市場(chǎng)份額，積累了發(fā)展的資本和技術(shù)，同時(shí)使得國外引進(jìn)的DCS系統價(jià)格也大幅度下降，為我國自動(dòng)化推廣事業(yè)做出了貢獻。與此同時(shí)，國產(chǎn)DCS系統的出口也在逐年增長(cháng)。

    雖然國產(chǎn)DCS的發(fā)展取得了長(cháng)足進(jìn)步，但國外DCS產(chǎn)品在國內市場(chǎng)中占有率還較高，其中主要是Honeywell和橫河公司的產(chǎn)品。我國DCS的市場(chǎng)年增長(cháng)率約為20%，年市場(chǎng)額約為30(35億元。由于近5年內DCS在石化行業(yè)大型自控裝置中沒(méi)有可替代產(chǎn)品，所以其市場(chǎng)增長(cháng)率不會(huì )下降。據統計，到2005年，我國石化行業(yè)有1000多套裝置需要應用DCS控制；電力系統每年新裝1000多萬(wàn)千瓦發(fā)電機組，需要DCS實(shí)現監控；不少企業(yè)已使用DCS近15(20年，需要更新和改造。所以，今后5年內DCS作為自動(dòng)化儀表行業(yè)主要產(chǎn)品的地位不會(huì )動(dòng)搖。

    根據中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )公布的調查數據顯示，2002年我國DCS市場(chǎng)狀況如下：

    小型化、多樣化、PC化和開(kāi)放性是未來(lái)DCS發(fā)展的主要方向。目前小型DCS所占有的市場(chǎng)，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融合，而且“軟DCS”技術(shù)將首先在小型DCS中得到發(fā)展。PC-based控制將更加廣泛地應用于中小規模的過(guò)程控制，各DCS廠(chǎng)商也將紛紛推出基于工業(yè)PC的小型DCS系統。開(kāi)放性的DCS系統將同時(shí)向上和向下雙向延伸，使來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程的現場(chǎng)數據在整個(gè)企業(yè)內部自由流動(dòng)，實(shí)現信息技術(shù)與控制技術(shù)的無(wú)縫連接，向測控管一體化方向發(fā)展。

    四、控制系統正在向現場(chǎng)總線(xiàn)（FCS）方向發(fā)展

    由于3C（Computer、Control、Communication）技術(shù)的發(fā)展，過(guò)程控制系統將由DCS發(fā)展到FCS（FieldbusControlSystem）。

    FCS可以將PID控制徹底分散到現場(chǎng)設備（FieldDevice）中?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)的FCS又是全分散、全數字化、全開(kāi)放和可互操作的新一代生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統，它將取代現場(chǎng)一對一的4(20mA模擬信號線(xiàn)，給傳統的工業(yè)自動(dòng)化控制系統體系結構帶來(lái)革命性的變化。

    根據IEC61158的定義，現場(chǎng)總線(xiàn)是安裝在制造或過(guò)程區域的現場(chǎng)裝置與控制室內的自動(dòng)控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(luò )?，F場(chǎng)總線(xiàn)使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開(kāi)始致力于推出世界上單一的現場(chǎng)總線(xiàn)標準工作，走過(guò)了16年的艱難歷程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的標準制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準子集有八種，分別為：

    類(lèi)型1IEC技術(shù)報告（FFH1）；

    類(lèi)型2Control-NET（美國Rockwell公司支持）；

    類(lèi)型3Profibus（德國Siemens公司支持）；

    類(lèi)型4P-NET（丹麥ProcessData公司支持）；

    類(lèi)型5FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國FisherRosemount公司支持）；

    類(lèi)型6Swift-Net（美國波音公司支持）；

    類(lèi)型7WorldFIP（法國Alsto公司支持）；

    類(lèi)型8Interbus（美國PhoenixContact公司支持）。

    除了IEC61158的8種現場(chǎng)總線(xiàn)外，IECTC17B通過(guò)了三種總線(xiàn)標準：SDS（SmartDistributedSystem）；ASI（ActuatorSensorInterface）；DeviceNET。另外，ISO公布了ISO11898CAN標準。其中DeviceNET于2002年10月8日被中國批準為國家標準，并于2003年4月1日開(kāi)始實(shí)施。

    目前在各種現場(chǎng)總線(xiàn)的競爭中，以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術(shù)正成為現場(chǎng)總線(xiàn)發(fā)展中新的亮點(diǎn)。其關(guān)注的焦點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面：

    (1)能否出現全世界統一的現場(chǎng)總線(xiàn)標準；

    (2)現場(chǎng)總線(xiàn)系統能否全面取代現時(shí)風(fēng)靡世界的DCS系統。

    采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)構造低成本的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，促進(jìn)現場(chǎng)儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開(kāi)放化，符合工業(yè)控制系統的技術(shù)發(fā)展趨勢。國家在“九五”期間為了加快現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在我國的發(fā)展，重點(diǎn)放在智能化儀表和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和工程化上，補充和完善工藝設備、開(kāi)發(fā)裝置和測試裝置，建立智能化儀表和開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統的生產(chǎn)基地，形成適度規模經(jīng)濟。2000年，“九五”國家科技攻關(guān)計劃“新一代全分布式控制系統研究與開(kāi)發(fā)”和“現場(chǎng)總線(xiàn)智能儀表研究開(kāi)發(fā)”兩個(gè)項目相繼完成。

    這兩個(gè)項目以及先期完成的“現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的開(kāi)發(fā)”項目，針對國際上已經(jīng)出現的多種現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議并存的局面，重點(diǎn)選擇了HART協(xié)議和FF協(xié)議現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)攻關(guān)。
 
    總之，計算機控制系統的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動(dòng)儀表控制系統、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）后，將朝著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）的方向發(fā)展。雖然以現場(chǎng)總線(xiàn)為基礎的FCS發(fā)展很快，但FCS發(fā)展還有很多工作要做，如統一標準、儀表智能化等。另外，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個(gè)較長(cháng)的過(guò)程，同時(shí)DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結合DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制等新技術(shù)的FCS將具有強大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式，在工業(yè)現場(chǎng)得到了越來(lái)越多的應用，并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。

    五、儀器儀表技術(shù)

    儀器儀表技術(shù)在向數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化、微型化方向發(fā)展經(jīng)過(guò)五十年的發(fā)展，我國儀器儀表工業(yè)已有相當基礎，初步形成了門(mén)類(lèi)比較齊全的生產(chǎn)、科研、營(yíng)銷(xiāo)體系?，F有各類(lèi)儀器儀表企業(yè)6000余家，年銷(xiāo)售額約1000億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。據海關(guān)統計，除去隨成套工程項目配套引進(jìn)的儀器儀表不計，去年進(jìn)口各類(lèi)儀器儀表近60億美元，約占我國儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值的50%。但目前我國儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品大多屬于中低檔水平，隨著(zhù)國際上數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，差距還將進(jìn)一步加大。目前，我國高檔、大型儀器設備大多依賴(lài)進(jìn)口。中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件，國外產(chǎn)品占有我國市場(chǎng)60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場(chǎng)不到千分之二的份額。

    2001年3月，第九屆全國人大四次會(huì )議批準的“十五”計劃綱要首次提出“把發(fā)展數控機床，儀器儀表和基礎零部件放到重要位置，努力提高質(zhì)量和技術(shù)水平”。2001年8月，國家計委把儀器儀表明確列為國民經(jīng)濟重要技術(shù)裝備，國家經(jīng)貿委制定并公布的儀器儀表行業(yè)“十五”規劃，確立了6項高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目：

    1.基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的全開(kāi)放分散控制系統及智能儀表；

    2.新型傳感器；

    3.智能化工業(yè)控制部件與執行機構；

    4.環(huán)境與污染源監測儀器及自動(dòng)監測系統；

    5.城市污水處理利用成套工藝設備中的儀表自動(dòng)化控制系統；

    6.煉鋼轉爐煤氣凈化回轉成套裝置中的儀表自動(dòng)化控制系統。

    根據儀器儀表行業(yè)的預測，“十五”期間我國儀器儀表市場(chǎng)大致是：2002年1628億，2003年1790億，2004年1969億，2005年2165億。五年間，平均年市場(chǎng)容量為1806億（相當于220億美元），其中工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制系統占41%、科學(xué)測試儀器占25%、醫療儀器占17%、其它占17%，平均年增長(cháng)率將不會(huì )低于10%。

    今后儀器儀表技術(shù)的主要發(fā)展趨勢：儀器儀表向智能化方向發(fā)展，產(chǎn)生智能儀器儀表；測控設備的PC化，虛擬儀器技術(shù)將迅速發(fā)展；儀器儀表網(wǎng)絡(luò )化，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò )儀器與遠程測控系統。

    幾點(diǎn)建議：開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)；加強儀器儀表行業(yè)的系統集成能力；進(jìn)一步拓展儀器儀表的應用領(lǐng)域。

    六、數控技術(shù)向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò )化、信息化發(fā)展

    從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數控系統，到現在已走過(guò)了51年的歷程。近10年來(lái)，隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開(kāi)放式數控系統應運而生，發(fā)展很快。目前正朝著(zhù)標準化開(kāi)放體系結構的方向前進(jìn)。就結構形式而言，當今世界上的數控系統大致可分為4種類(lèi)型：1.傳統數控系統；2.“PC嵌入NC”結構的開(kāi)放式數控系統；3.“NC嵌入PC”結構的開(kāi)放式數控系統；4.SOFT型開(kāi)放式數控系統。

    我國數控系統的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，通過(guò)“七五”引進(jìn)、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取得了很大的進(jìn)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數控開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了機電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，具有中國特色的經(jīng)濟型數控系統經(jīng)過(guò)這些年來(lái)的發(fā)展，產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶(hù)認可。

    國外數控系統技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是：新一代數控系統向PC化和開(kāi)放式體系結構方向發(fā)展；驅動(dòng)裝置向交流、數字化方向發(fā)展；增強通信功能，向網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展；數控系統在控制性能上向智能化發(fā)展。

    進(jìn)入21世紀，人類(lèi)社會(huì )將逐步進(jìn)入知識經(jīng)濟時(shí)代，知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動(dòng)力，而機床工業(yè)，作為機器制造業(yè)、工業(yè)以至整個(gè)國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部門(mén)，毫無(wú)疑問(wèn)，其戰略性重要地位、受重視程度，也將更加鮮明突出。

    近年來(lái)，我國數控機床一直保持兩位數增長(cháng)。2001年，我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元。2002年產(chǎn)值達260億元，產(chǎn)量居世界第4。但與發(fā)達國家相比，我國機床數控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數控化率還不到30%；消費值數控化率還不到50%，而發(fā)達國家大多在70%左右。由于國產(chǎn)數控機床不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，高檔次的數控機床及配套部件只能靠進(jìn)口，使我國機床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢，2001年進(jìn)口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長(cháng)27.3%。

    智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò )化、信息化成為未來(lái)數控系統和數控機床發(fā)展的主要趨勢：向高速、高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展；向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò )化和集成化方向發(fā)展；向PC-based化和開(kāi)放性方向發(fā)展；出現新一代數控加工工藝與裝備，機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展；信息技術(shù)（IT）與機床的結合，機電一體化先進(jìn)機床將得到發(fā)展；納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流，并將有新的突破；節能環(huán)保機床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場(chǎng)。

    七、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )將向有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結合方向發(fā)展

    自從1977年第一個(gè)民用網(wǎng)系統ARCnet投入運行以來(lái)，有線(xiàn)局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價(jià)格方面的優(yōu)勢，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現場(chǎng)，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線(xiàn)局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應用。

    隨著(zhù)微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

    無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WirelessLAN）技術(shù)可以非常便捷地以無(wú)線(xiàn)方式連接網(wǎng)絡(luò )設備，人們可隨時(shí)、隨地、隨意地訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )資源，是現代數據通信系統發(fā)展的重要方向。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以在不采用網(wǎng)絡(luò )電纜線(xiàn)的情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。在推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)也在改變著(zhù)人們的生活方式。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)通信協(xié)議通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于點(diǎn)對點(diǎn)方式，802.11用于一點(diǎn)對多點(diǎn)方式。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎上通過(guò)無(wú)線(xiàn)Hub、無(wú)線(xiàn)接入站(AP)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋、無(wú)線(xiàn)Modem及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡等來(lái)實(shí)現，以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡使用最為普遍。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的未來(lái)的研究方向主要集中在安全性、移動(dòng)漫游、網(wǎng)絡(luò )管理以及與3G等其它移動(dòng)通信系統之間的關(guān)系等問(wèn)題上。

    在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有成千上萬(wàn)的感應器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設備，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò )，通常這些設備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設備使用隔離型信號轉換器，將工業(yè)設備的RS-232串口信號與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò )信號相互轉換，符合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)IEEE802.11b和以太網(wǎng)絡(luò )IEEE802.3標準，支持標準的TCP/IP網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議，有效的擴展了工業(yè)設備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。

    計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的結合，產(chǎn)生了“基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器”的全新概念。這種基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器使得工業(yè)現場(chǎng)的數據能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路直接在網(wǎng)絡(luò )上傳輸、發(fā)布和共享。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠(chǎng)環(huán)境下，為各種智能現場(chǎng)設備、移動(dòng)機器人以及各種自動(dòng)化設備之間的通信提供高帶寬的無(wú)線(xiàn)數據鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的不足，進(jìn)一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的通信性能。

    八、工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展

    自20世紀80年代初期誕生至今，工業(yè)控制軟件已有20年的發(fā)展歷史。工業(yè)控制軟件作為一種應用軟件，是隨著(zhù)PC機的興起而不斷發(fā)展的。工業(yè)控制軟件主要包括人機界面軟件（HMI），基于PC的控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。目前，我國已開(kāi)發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權的實(shí)時(shí)監控軟件平臺、先進(jìn)控制軟件、過(guò)程優(yōu)化控制軟件等成套應用軟件，工程化、產(chǎn)品化有了一定突破，打破了國外同類(lèi)應用軟件的壟斷格局。通過(guò)在化工、石化、造紙等行業(yè)的數百個(gè)企業(yè)（裝置）中應用，促進(jìn)了企業(yè)的技術(shù)改造，提高了生產(chǎn)過(guò)程控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng )造了明顯的經(jīng)濟效益。2000年，“九五”國家科技攻關(guān)計劃項目“大型骨干石化生產(chǎn)系統控制及計算機應用技術(shù)”通過(guò)了驗收。

    作為工控軟件的一個(gè)重要組成部分，國內人機界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進(jìn)展，軟件和硬件相結合，為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上，工業(yè)控制軟件將從人機界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。

    先進(jìn)過(guò)程控制APC（AdvancedProcessControl）目前還沒(méi)有嚴格而統一的定義。一般將基于數學(xué)模型而又必須用計算機來(lái)實(shí)現的控制算法，統稱(chēng)為先進(jìn)過(guò)程控制策略。如：自適應控制；預測控制；魯棒控制；智能控制（專(zhuān)家系統、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )）等。

    由于先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng )造巨大的經(jīng)濟效益，因此這些軟件也身價(jià)倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內形成了一個(gè)強大的流程工業(yè)應用軟件產(chǎn)業(yè)。因此，開(kāi)發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，打破外國產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要的意義。

    在未來(lái)，工業(yè)控制軟件將繼續向標準化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化和開(kāi)放性發(fā)展方向。

    結束語(yǔ)

    工業(yè)信息化是指在工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，通過(guò)信息基礎設施，在集成平臺上，實(shí)現信息的采集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在“十五”期間，國家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：一是以電子信息技術(shù)應用為重點(diǎn)，提高傳統產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先進(jìn)制造技術(shù)應用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè)；三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。國家實(shí)施高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要目標有兩個(gè)：一是發(fā)展高技術(shù)，形成新興產(chǎn)業(yè)，培育新的增長(cháng)點(diǎn)；二是利用先進(jìn)技術(shù)改造和優(yōu)化傳統產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟增長(cháng)的質(zhì)量。

    由于大力發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化是加快傳統產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調整工業(yè)結構、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段，國家將繼續通過(guò)實(shí)施一系列工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項，用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，加強技術(shù)創(chuàng )新，實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨的深層問(wèn)題，進(jìn)一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力，實(shí)現跨越式發(fā)展。