工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)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(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)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(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯提升作用。 　　我國工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展道路，大多是引進(jìn)成套設(shè)備同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動(dòng)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(dòng)化將成為主流 　　眾所周知，從20世紀(jì)60年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進(jìn)步（即新設(shè)備、新工藝以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用）開始對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)到飛速發(fā)展。20世紀(jì)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(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)T.Q.C.S.。計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)“正確時(shí)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(gè)正確”。這種自動(dòng)化需要投入大量資金，是一種高投資、高效益同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)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(zhǔn)大型企業(yè)走低成本工業(yè)控制自動(dòng)化道路。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(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主由各種進(jìn)口過程計(jì)算機(jī)或小型機(jī)組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件價(jià)格之高令眾多企業(yè)望而卻步。20世紀(jì)90年代以來，PC-based工業(yè)計(jì)算機(jī)（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(dòng)化系統(tǒng)到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動(dòng)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?；赑C控制器被證明可以像PLC一樣可靠，被操作和維護(hù)人員接受，，一個(gè)接一個(gè)制造商至少部分生產(chǎn)中正采用PC控制方案?；赑C控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活選擇，從長遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低?？删幊炭刂破鳎≒LC）受PC控制威脅最大，PLC供應(yīng)商對(duì)PC應(yīng)用感到很不安。事實(shí)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(jī)和CompactPCI工控機(jī)以及它們變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等?；A(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC運(yùn)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(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。　　幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將會(huì)取代PLC。，時(shí)至今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT原因。一個(gè)成功PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上軟件完成；二是向客戶提供所需要所有東西?？梢灶A(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(jià)微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快一部分。從發(fā)展趨勢(shì)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(jì)，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(huì)翻一番，工業(yè)PC市場變非?？捎^。 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(dòng)化領(lǐng)域主戰(zhàn)場，為各種各樣自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽靠刂品桨?，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢(shì)。同時(shí)，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(jì)，2000年P(guān)LC國內(nèi)市場銷量為15(20萬套（其中進(jìn)口占90%左右），約25(35億元人民幣，年增長率約為12%。預(yù)計(jì)到2005年全國PLC需求量將達(dá)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(jì)下滑，PLC市場將會(huì)復(fù)蘇，估計(jì)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?；赑LC自動(dòng)化早期，PLC體積大價(jià)格昂貴。但最近幾年，微型PLC（小于32I/O）已經(jīng)出現(xiàn)，價(jià)格幾百歐元。軟PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件進(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(shì)之一就是Ethernet技術(shù)擴(kuò)展，PLC例外?，F(xiàn)越來越多PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口?？梢韵嘈?，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(jì)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(jìn)口設(shè)備成套中引入國外DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進(jìn)口項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，我國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）DCS基本全部進(jìn)口。80年代初期引進(jìn)、消化和吸收同時(shí)，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(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(tuán)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(dá)到或接近國際先進(jìn)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(shí)使國外引進(jìn)DCS系統(tǒng)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(xiàn)。與此同時(shí)，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(jìn)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(huì)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jī)組，需要DCS實(shí)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(dòng)化儀表行業(yè)主要產(chǎn)品位不會(huì)動(dòng)搖。中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)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(shí)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(gè)企業(yè)內(nèi)部自由流動(dòng)，實(shí)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。四、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展 　　由于3C（Computer、Control、Communication）技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS（Fieldbus Control System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（Field Device）中?；诂F(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對(duì)一的4(20mA模擬信號(hào)線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。 　　根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，提高了信號(hào)的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作，走過了16年的艱難歷程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種，分別為： 　　類型1 IEC技術(shù)報(bào)告（FFH1）； 　　類型2 Control-NET（美國Rockwell公司支持）； 　　類型3 Profibus（德國Siemens公司支持）； 　　類型4 P-NET（丹麥Process Data公司支持）； 　　類型5 FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國Fisher Rosemount公司支持）； 　　類型6 Swift-Net（美國波音公司支持）； 　　類型7 WorldFIP（法國Alsto公司支持）； 　　類型8 Interbus（美國Phoenix Contact公司支持）。 　　除了IEC61158的8種現(xiàn)場總線外，IEC TC17B通過了三種總線標(biāo)準(zhǔn)：SDS（Smart Distributed System）；ASI（Actuator Sensor Interface）；Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN標(biāo)準(zhǔn)。其中Device NET于2002年10月8日被中國批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，并于2003年4月1日開始實(shí)施。 　　目前在各種現(xiàn)場總線的競爭中，以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術(shù)正成為現(xiàn)場總線發(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(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)；　　(2) 現(xiàn)場總線系統(tǒng)能否全面取代現(xiàn)時(shí)風(fēng)靡世界的DCS系統(tǒng)?！　〔捎矛F(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進(jìn)現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化，符合工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。國家在“九五”期間為了加快現(xiàn)場總線技術(shù)在我國的發(fā)展，重點(diǎn)放在智能化儀表和現(xiàn)場總線技術(shù)的開發(fā)和工程化上，補(bǔ)充和完善工藝設(shè)備、開發(fā)裝置和測試裝置，建立智能化儀表和開發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)的生產(chǎn)基地，形成適度規(guī)模經(jīng)濟(jì)。2000年，“九五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃“新一代全分布式控制系統(tǒng)研究與開發(fā)”和“現(xiàn)場總線智能儀表研究開發(fā)”兩個(gè)項(xiàng)目相繼完成。兩個(gè)項(xiàng)目以及先期完成的“現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的開發(fā)”項(xiàng)目，針對(duì)國際上已經(jīng)出現(xiàn)的多種現(xiàn)場總線協(xié)議并存的局面，重點(diǎn)選擇了HART協(xié)議和FF協(xié)議現(xiàn)場總線技術(shù)攻關(guān)。　　總之，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（DCS）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快，但FCS發(fā)展還有很多工作要做，如統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個(gè)較的過程，同時(shí)DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結(jié)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(qiáng)大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)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)在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向發(fā)展　　經(jīng)過五十年的發(fā)展，我國儀器儀表工業(yè)已有相當(dāng)基礎(chǔ)，初步形成了門類比較齊全的生產(chǎn)、科研、營銷體系?，F(xiàn)有各類儀器儀表企業(yè)6000余家，年銷售額約1000億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，除去隨成套工程項(xiàng)目配套引進(jìn)的儀器儀表不計(jì)，去年進(jìn)口各類儀器儀表近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，隨著國際上數(shù)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(shè)備大多依賴進(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60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之二的份額?！　?001年3月，第九屆全國大四次會(huì)議批準(zhǔn)的“十五”計(jì)劃綱要首次提出“把發(fā)展數(shù)控機(jī)床，儀器儀表和基礎(chǔ)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(jì)委把儀器儀表明確列為國民經(jīng)濟(jì)重要技術(shù)裝備，國家經(jīng)貿(mào)委制定并公布的儀器儀表行業(yè) “十五”規(guī)劃，確立了6項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目：　　1. 基于現(xiàn)場總線技術(shù)的全開放分散控制系統(tǒng)及智能儀表；　　2. 新型傳感器；　　3. 智能化工業(yè)控制部件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)；　　4. 環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)；　　5. 城市污水處理利用成套工藝設(shè)備中的儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)；　　6. 煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回轉(zhuǎn)成套裝置中的儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)?！　「鶕?jù)儀器儀表行業(yè)的預(yù)測，“十五”期間我國儀器儀表市場大致是：2002年1628億，2003年1790億，2004年1969億，2005年2165億。五年間，平均年市場容量為1806億（相當(dāng)于220億美元），其中工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制系統(tǒng)占41%、科學(xué)測試儀器占25%、醫(yī)療儀器占17%、其它占17%，平均年增長率將不會(huì)低于10%。今后儀器儀表技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)：　　* 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(shè)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(yuǎn)程測控系統(tǒng)。 幾點(diǎn)建議：　　* 開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)?！　? 加強(qiáng)儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能力?！　? 進(jìn)一步拓展儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域。六、數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、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(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)已走過了51年歷程。近10年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，各種不同層次開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)方向前進(jìn)。就結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)大致可分為4種類型： 　　1.傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)； 　　2.“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)開放式數(shù)控系統(tǒng)； 　　3.“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)開放式數(shù)控系統(tǒng)； 　　4.SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。 　　我國數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)與生產(chǎn)，“七五”引進(jìn)、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取了很大進(jìn)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己數(shù)控產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了機(jī)電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，具有中國特色經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)這些年來發(fā)展，產(chǎn)品性能和可靠性有了較大提高，逐漸被用戶認(rèn)可。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展總體發(fā)展趨勢(shì)是： 　　*新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展； 　　*驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展； 　　*增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展； 　　*數(shù)控系統(tǒng)控制性能上向智能化發(fā)展。 　　進(jìn)入21世紀(jì)，人類社會(huì)將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展資本與動(dòng)力，而機(jī)床工業(yè)，作為機(jī)器制造業(yè)、工業(yè)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展裝備部門，毫無疑問，其戰(zhàn)略性重要位、受重視程度，也將更加鮮明突出。 　　近年來，我國數(shù)控機(jī)床一直保持兩位數(shù)增長。2001年，我國機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名，機(jī)床消費(fèi)額世界排名上升到第3位，達(dá)47.39億美元，僅次于美國53.67億美元。2002年產(chǎn)值達(dá)260億元，產(chǎn)量居世界第4。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率還不到30%；消費(fèi)值數(shù)控化率還不到50%，而發(fā)達(dá)國家大多70%左右。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場需求，高檔次數(shù)控機(jī)床及配套部件只能靠進(jìn)口，使我國機(jī)床進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)，2001年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第2位，達(dá)24.06億美元，比上年增長27.3%。 　　智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床發(fā)展主要趨勢(shì)： 　　*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化和開放性方向發(fā)展；　　*出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備，機(jī)械加工向虛擬制造方向發(fā)展。 　　*信息技術(shù)（IT）與機(jī)床結(jié)合，機(jī)電一體化先進(jìn)機(jī)床將到發(fā)展。 　　*納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流，并將有新突破?！　?節(jié)能環(huán)保機(jī)床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場。 七、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展 　　自從1977年第一個(gè)民用網(wǎng)系統(tǒng)ARCnet投入運(yùn)行以來，有線局域網(wǎng)以其廣泛適用性和技術(shù)價(jià)格方面優(yōu)勢(shì)，獲了成功并到了迅速發(fā)展。，工業(yè)現(xiàn)場，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，無線局域網(wǎng)技術(shù)到了發(fā)展和應(yīng)用。微電子技術(shù)不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大作用。 　　無線局域網(wǎng)（WirelessLAN）技術(shù)可以非常便捷以無線方式連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，人們可隨時(shí)、隨、隨意訪問網(wǎng)絡(luò)資源，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展重要方向。無線局域網(wǎng)可以不采用網(wǎng)絡(luò)電纜線情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展同時(shí)，無線局域網(wǎng)也改變著人們生活方式。無線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，802.11用于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式。無線局域網(wǎng)可以普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上無線Hub、無線接入站(AP)、無線網(wǎng)橋、無線Modem及無線網(wǎng)卡等來實(shí)現(xiàn)，以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。無線局域網(wǎng)未來研究方向主要集中安全性、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(tǒng)之間關(guān)系等問題上?！　≡诠I(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有成千上萬感應(yīng)器，檢測器，計(jì)算機(jī)，PLC，讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備RS-232串口信號(hào)與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng)IEEE802.11b和以太網(wǎng)絡(luò)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有效擴(kuò)展了工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信能力。 　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生了“基于無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器”全新概念。這種基于無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器使工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)能夠無線鏈路直接網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間通信提供高帶寬無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一些特殊環(huán)境下有效彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)不足，進(jìn)一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)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(jì)80年代初期誕生至今，工業(yè)控制軟件已有20年發(fā)展歷史。工業(yè)控制軟件作為一種應(yīng)用軟件，是PC機(jī)興起而不斷發(fā)展。工業(yè)控制軟件主要包括人機(jī)界面軟件（HMI），基于PC控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。目前，我國已開發(fā)出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)、先進(jìn)控制軟件、過程優(yōu)化控制軟件等成套應(yīng)用軟件，工程化、產(chǎn)品化有了一定突破，打破了國外同類應(yīng)用軟件壟斷格局。化工、石化、造紙等行業(yè)數(shù)百個(gè)企業(yè)（裝置）中應(yīng)用，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)改造，提高了生產(chǎn)過程控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造了明顯經(jīng)濟(jì)效益。2000年，“九五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“大型骨干石化生產(chǎn)系統(tǒng)控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”了驗(yàn)收。　　作為工控軟件一個(gè)重要組成部分，國內(nèi)人機(jī)界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取了較大進(jìn)展，軟件和硬件相結(jié)合，為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整解決方案。此基礎(chǔ)上，工業(yè)控制軟件將從人機(jī)界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。先進(jìn)過程控制APC（AdvancedProcessControl）目前還沒有嚴(yán)格而統(tǒng)一定義。　　一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制算法，統(tǒng)稱為先進(jìn)過程控制策略。如： 　　*自適應(yīng)控制； 　　*預(yù)測控制； 　　*魯棒控制； 　　*智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等。 　　先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益，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，世界范圍內(nèi)形成了一個(gè)強(qiáng)大流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。，開發(fā)我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，打破外國產(chǎn)品壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要意義。未來，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性發(fā)展方向。 結(jié)束語 　　工業(yè)信息化是指工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中，信息基礎(chǔ)設(shè)施，集成平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)信息采集、信息傳輸、信息處理以及信息綜合利用等?！笆濉逼陂g，國家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：　　一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程自動(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(yīng)用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域優(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)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?！　覍?shí)施高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化主要目標(biāo)有兩個(gè)：一是發(fā)展高技術(shù)，形成新興產(chǎn)業(yè)，培育新增長點(diǎn)；二是利用先進(jìn)技術(shù)改造和優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量?！　〈罅Πl(fā)展工業(yè)自動(dòng)化是加快傳統(tǒng)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(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、迅速搞活大中型企業(yè)有效途徑和手段，國家將繼續(xù)實(shí)施一系列工業(yè)過程自動(dòng)化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)，用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨深層問題，進(jìn)一步提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)和綜合國力，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?a href="http://www.zkxxing.cn/" target="_blank" class="keylink">自動(dòng)化網(wǎng)莫銘編輯）