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我國工控行業(yè)亟待搭建通用PLC平臺

作者：admin  來源：本站  發(fā)表時間：2013/1/7 8:55:36  點擊：2964

    我國工控行業(yè)亟待搭建通用PLC平臺

    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。

　　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)。

　　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(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(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。

　　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(wǎng)。總的趨勢是更加開放（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(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、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(jīng)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(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

　　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(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(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(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。

　　跨國公司的產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，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(jīng)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。

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