我國(guó)包裝機(jī)械大部分以單機(jī)控制為主，應(yīng)用PLC和工控機(jī)、DCS及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)不到設(shè)備總數(shù)的10%。食品和包裝生產(chǎn)線的傳動(dòng)以機(jī)械傳動(dòng)為主，控制技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)的綜合應(yīng)用水平低，系統(tǒng)不能達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平不高，傳感和檢測(cè)技術(shù)、定位控制、在線監(jiān)測(cè)等得不到充分應(yīng)用，與國(guó)外先進(jìn)控制技術(shù)有較大的差距?！　?br /> 　　食品和包裝機(jī)械高中低檔產(chǎn)品自動(dòng)化水平差距大。高中檔食品和包裝機(jī)械中自動(dòng)化產(chǎn)品平均約占銷售額的8%～12%，普遍應(yīng)用PLC、變頻器、合資低壓電器產(chǎn)品，部分應(yīng)用人機(jī)界面。低檔食品和包裝機(jī)械中，自動(dòng)化產(chǎn)品平均約占銷售額的3%～5%，大部分還是應(yīng)用繼電器控制，不應(yīng)用變頻器，應(yīng)用國(guó)產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品，基本不應(yīng)用人機(jī)界面。

毋庸質(zhì)疑,中國(guó)各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)于任何一個(gè)企業(yè),沒有強(qiáng)大、先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)的支持，其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量都難以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。造成中國(guó)自動(dòng)化落后的一個(gè)很重要的原因，本人認(rèn)為是目前從事自動(dòng)化的工程技術(shù)人員的自動(dòng)化水平太低，大多數(shù)人只會(huì)用個(gè)PID，或者用PLC、DCS做個(gè)監(jiān)控畫面，或者用繼電器控制幾個(gè)電路等，這些人對(duì)先進(jìn)的控制算法和控制策略幾乎是一無(wú)所知，但恰恰是這些人在完成中國(guó)的自動(dòng)化系統(tǒng)，由于他們沒有掌握先進(jìn)的控制算法和策略，所以他們做的工程中根本就沒有使用這些先進(jìn)的東西，所以他們做的系統(tǒng)當(dāng)然就沒有什么先進(jìn)可言，大部分只是追求系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而忽略了其他的東西。沒有先進(jìn)控制算法的控制系統(tǒng)注定是落后的。反觀國(guó)外，大多數(shù)的自動(dòng)化工程師掌握著先進(jìn)的控制技術(shù)并使之成為產(chǎn)品應(yīng)用在實(shí)際中，如HONEYWELL的魯棒控制軟件，預(yù)測(cè)控制軟件，這些先進(jìn)的控制算法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在華工、冶金等行業(yè)。更悲哀的是，國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化工程師動(dòng)輒說(shuō)所謂先進(jìn)算法在實(shí)際中根本就好使，其實(shí)他們根本就沒用過(guò)，因?yàn)樗麄儾粫?huì)。

1 定義：
　　工業(yè)控制機(jī)（工控機(jī)）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗，以提高經(jīng)濟(jì)效益的主要技術(shù)手段。
　　2 工控機(jī)的種類
　　工控機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品一般可分成下列幾類：
　　可編程序控制器（PLC）：按功能及規(guī)模可分為大型PLC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)＞1024），中型PLC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)256～1024）及小型PLC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)＜256點(diǎn)）。
　　分布式控制系統(tǒng)（DCS）：又稱集散控制系統(tǒng)，按功能及規(guī)模亦可分為多級(jí)分層分布式控制系統(tǒng)、中小型分布式控制系統(tǒng)、兩級(jí)分布式控制系統(tǒng)。
　　工業(yè)PC機(jī)：能適合工業(yè)惡劣環(huán)境的PC機(jī)，配有各種過(guò)程輸入輸出接口板組成工控機(jī)。近年又出現(xiàn)了PCI總線工控機(jī)。
　　嵌入式計(jì)算機(jī)及OEM產(chǎn)品，包括PID調(diào)節(jié)器及控制器
　　機(jī)電設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)（CNC，F(xiàn)MS，CAM）
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）
　　3 工控機(jī)發(fā)展綜述
　　1983年工業(yè)控制計(jì)算機(jī)被列入國(guó)家計(jì)算機(jī)系列型譜及發(fā)展規(guī)劃。1989年機(jī)電部受國(guó)務(wù)院電子振興領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室委托，完成對(duì)全國(guó)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)機(jī)型優(yōu)選，共選出包括工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)、但（多）回路調(diào)節(jié)器、可編程控制器和工業(yè)控制功能模塊四個(gè)種類21個(gè)優(yōu)選機(jī)型。1990年國(guó)家計(jì)委、機(jī)電部、化工部、建材局聯(lián)合組織完成了首次全國(guó)工業(yè)爐窯控制系統(tǒng)的優(yōu)選。共選出工業(yè)鍋爐、水泥機(jī)立窯和小氮肥三種爐窯21套獲獎(jiǎng)的控制系統(tǒng)。目前我國(guó)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、分散型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)控制功能模塊系列、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和數(shù)控、程控五大系列）技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國(guó)工控機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成。
　　我國(guó)工控機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)，也相繼引進(jìn)了各種工控機(jī)系統(tǒng)，并開始自己設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和裝置，然后進(jìn)行消化吸收，進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。也有一些廠家引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，與外商合作合資組裝生產(chǎn)國(guó)外產(chǎn)品，并逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
　　據(jù)電子部微型機(jī)信息網(wǎng)估計(jì)，目前我國(guó)工控機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為95~127億元，其中PLC的規(guī)模是15~17億元，DCS系統(tǒng)規(guī)模15~20億元，工業(yè)PC機(jī)及板卡25~30億元，嵌入式計(jì)算機(jī)（含控制器）15~20億元，機(jī)電設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)35~45億元。據(jù)報(bào)道，工控機(jī)生產(chǎn)廠家中，生產(chǎn)PLC的占30.43%，DCS占17.39，F(xiàn)CS占8.7%，工業(yè)PC機(jī)占21.74%，其他（自動(dòng)化儀表、模塊）占21.74%。
　　4 各種主要產(chǎn)品（PLC\DCS\IPC\FCS\RTU）的市場(chǎng)情況
　　4.1. PLC
　　PLC國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)概況
　　由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，PLC向小型化、微型化和高速化發(fā)展。在應(yīng)用中，PLC可與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也可下掛PLC，組成分布式控制系統(tǒng)。PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石油、化工、建材、機(jī)械、輕工、食品、市政、交通和軍工等行業(yè)。
　　據(jù)美國(guó)FROST&SULLIVA公司的報(bào)告，全球PLC從1993年的39億美元上升到2000年的76億美元，由占工控機(jī)市場(chǎng)的46%上升到50%。
　　1995年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售PLC約為6.6萬(wàn)套，其中國(guó)產(chǎn)1.6萬(wàn)套，約為4800萬(wàn)人民幣，進(jìn)口約5萬(wàn)套，約有7000萬(wàn)美元；1996年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售約為9萬(wàn)套，其中進(jìn)口8萬(wàn)套，總計(jì)約合人民幣15億元。專家估計(jì)，2000年P(guān)LC的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售達(dá)到15~20萬(wàn)套，約25~35億元，其中進(jìn)口占90%左右。上述數(shù)據(jù)表明：我國(guó)PLC市場(chǎng)幾乎被國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng)，國(guó)內(nèi)PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率不足10%。（以上PLC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括小型PLC）
　　據(jù)專家估計(jì)，國(guó)內(nèi)PLC產(chǎn)品的年增長(zhǎng)率為12%，以滿足石油、化工、電力、市政等行業(yè)技改的需要，到2005年全國(guó)PLC需求量將達(dá)到25萬(wàn)套左右，約人民幣35~45億元。
　　PLC產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家
　　目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多個(gè)品種。主要的國(guó)外生產(chǎn)廠家包括Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE、富士、日立、光洋等等。據(jù)電子部98年調(diào)查結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)應(yīng)用SIEMENS產(chǎn)品的用戶占20.8%，Modicon占14%左右，A-B14%左右，OMRON14%占14左右，三菱8.3%，GE6.25%，富士4.2%；其他（日立、光洋等）4%。
　　目前，我國(guó)的PLC生產(chǎn)有一定的發(fā)展，小型PLC的有些品種已批量生產(chǎn)，中型PLC已有產(chǎn)品，大型PLC也開始研制，合資企業(yè)得到發(fā)展，有的產(chǎn)品不僅供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，而且還有出口。國(guó)內(nèi)PLC形成產(chǎn)品化生產(chǎn)的企業(yè)約30多家，年產(chǎn)量超過(guò)1000臺(tái)的不到10家。主要有蘇州機(jī)床電器廠、上海香島機(jī)電制造有限公司、機(jī)械部北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所、江蘇嘉華實(shí)業(yè)有限公司、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠、杭州機(jī)床電器廠、遼寧無(wú)線電二廠等。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率不到10%。
　　從以上數(shù)據(jù)可知，國(guó)內(nèi)PLC產(chǎn)品仍以國(guó)外產(chǎn)品為主，并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產(chǎn)品為主。
　　技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
　　開放式的設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)成為主流；PLC技術(shù)正與PC技術(shù)融合；系統(tǒng)控制向分散發(fā)展；容錯(cuò)系統(tǒng)；小型化、智能化。
　　4.2 DCS市場(chǎng)
　　DCS國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)概況
　　據(jù)美國(guó)FROST$SULLIVA公司的報(bào)告，全球DCS的銷售額由93年的26.4億美元降到2000年的21.3億美元，由占工控機(jī)市場(chǎng)份額的31%降為27%。主要的生產(chǎn)廠家集中在美、日、德等國(guó)。
　　1996年國(guó)內(nèi)DCS的市場(chǎng)銷售15~20億元人民幣，其中國(guó)產(chǎn)（約100套）約占5%，據(jù)專家估計(jì)，2000年國(guó)內(nèi)DCS系統(tǒng)銷售規(guī)模達(dá)到30~35億元人民幣。
　　DCS國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家
　　DCS主要生產(chǎn)廠家集中在美、日、德等國(guó)。如美國(guó)HONEYWELL的TDC3000\MICRO
　　TDC3000,TDC3000X等；FOXBORO的I/AS；WESTING
　　HOUSE的WDPF；WAILEY的NETWORK90、INFI90；日本橫河的CENTUM、CS；YEWPACK的MARK
　　II；德國(guó)SIEMENS的TELEPERM；ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。
　　國(guó)內(nèi)由于我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和新建工程對(duì)DCS的急需，我國(guó)八十年代引進(jìn)了幾百套DCS，主要應(yīng)用于石化、冶金、電力、化肥等企業(yè)，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化儀表行業(yè)同時(shí)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，與外商合資組裝生產(chǎn)國(guó)外DCS，并逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，如上海?？怂共_、西安橫河、北京貝利、四川儀表總廠等。同時(shí)，我國(guó)機(jī)械部重慶和上海自動(dòng)化儀表所開發(fā)的DJK-7500，航空航天部的友力-2000、電子部六所的HS1000和HS2000、北京康拓的KT6000、浙大SUPERCON、杭州萬(wàn)盛公司的FB-2000等。目前，我國(guó)的小型DCS系統(tǒng)已投入工業(yè)生產(chǎn)，大中型系統(tǒng)已在國(guó)家大型石化、冶金、電力等行業(yè)的百多個(gè)工程中推廣應(yīng)用。
　　據(jù)電子部98年的調(diào)查表明：我國(guó)用戶中采用HYNEYWELL的用戶占22.5%；北京和利時(shí)占17.5%；西安橫河占12.5%；北京貝利占10%，SIEMENS占7.55；WESTING
　　HOUSE占5%；三菱、日立等公司各占2.5%。調(diào)查表明：采用國(guó)產(chǎn)DCS產(chǎn)品占有一定的市場(chǎng)份額，將近50%。

國(guó)外主要DCS廠商及DCS性能表
　　BaileyINF90 ABBMOD300 FoxboroIA HoneywellTDC3000 RosemontDETAV YEW1000-XL
　　年生產(chǎn)量 80套 70套 80套 100套 50套 75套
　　年生產(chǎn)能力 150套 100套 150套 200套 150套 150套
　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模件 綜合系統(tǒng) 分布網(wǎng) 分布網(wǎng) 綜合系統(tǒng) 分布網(wǎng)
　　回路數(shù) 128－400 塊結(jié)構(gòu) 8－120 16－32 8－16
　　模擬I/O點(diǎn) 1224 無(wú)限 640 72/站 80
　　數(shù)字I/O點(diǎn) 1224 無(wú)限 1280 96/站 250
　　系統(tǒng)回路數(shù) 128－400 無(wú)限16點(diǎn)/塊 無(wú)限 3840 256
　　冗余系統(tǒng) 是 是 是 是 可選 是
　　操作站數(shù) 250 不固定資產(chǎn) 無(wú)限 10 不固定 5
　　點(diǎn)數(shù)/站 30000 》5000 無(wú)限 23000 不限 6000
　　趨勢(shì)顯示點(diǎn) 1500－3000 每區(qū)36 所有點(diǎn) 所有點(diǎn) 所有點(diǎn) 32×8
　　報(bào)警點(diǎn) 有 有 有 有 有 100
　　組顯示 240 有 400/區(qū) 200/區(qū) 480
　　通訊冗余 有 有 有 有 有 有
　　通訊速度兆波特 10 2 10 5 1 1
　　通訊長(zhǎng)度KM 2-4 1.6 2 1 15
　　批量控制 有 有 有 有 有 有
　　算法數(shù) 200 25500 80 72 30標(biāo)準(zhǔn) 30
　　用戶語(yǔ)言 C. basic 有 Fortran P.B 高級(jí)語(yǔ)言 有 有
　　先進(jìn)控制 有 有 有 有 有 有
　　通用數(shù)據(jù)庫(kù) 是 是 是 是 分布式
　　診斷功能 有 有 有 有 有 有
　　模擬圖 120-1000 無(wú)固定 無(wú)限 無(wú)限 100/CRT 80
　　與PLC接 可 可 可 可 可 可
　　DCS的主要發(fā)展趨勢(shì)
　　向綜合方向發(fā)展：由于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信線路和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將各種單（多）回路調(diào)節(jié)器、PLC、工業(yè)PC、NC等工控設(shè)備構(gòu)成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動(dòng)化要求，并適應(yīng)開放化的大趨勢(shì)。
　　向智能化發(fā)展：由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、推理技能等的發(fā)展，尤其是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用，人工智能會(huì)在DCS各級(jí)實(shí)現(xiàn)。
　　工業(yè)PC化：由于IPC組成DCS成為一大趨勢(shì)，PC作為DCS的操作站或節(jié)點(diǎn)機(jī)已經(jīng)很普遍。
　　專業(yè)化：DCS為更適合各相應(yīng)領(lǐng)域的應(yīng)用，就要進(jìn)一步了解各個(gè)專業(yè)的工藝和應(yīng)用要求，以逐步形成如核電站DCS、變電站DCS等等。
　　4.3 工業(yè)PC機(jī)市場(chǎng)
　　國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)概況
　　據(jù)美國(guó)FROST&SULLIVA公司的報(bào)告，全球工業(yè)PC機(jī)市場(chǎng)銷售額從1997年的10.2億美元上升到13.7億美元，由占工控機(jī)市場(chǎng)份額的12%降為9%。
　　國(guó)內(nèi)自92年以來(lái)，工業(yè)PC機(jī)市場(chǎng)極為活躍。據(jù)電子部微電子于計(jì)算機(jī)研究中心統(tǒng)計(jì)，全國(guó)工業(yè)PC機(jī)的OEM產(chǎn)品海關(guān)統(tǒng)計(jì)進(jìn)口95年為21億元人民幣，96年為27億元，2000年接近40億元。
　　主要生產(chǎn)廠家
　　國(guó)外的生產(chǎn)廠家主要由臺(tái)灣研華、美國(guó)INTEL、IBM、SIEMENS等等。
　　國(guó)內(nèi)的主要生產(chǎn)廠家有北京康拓工業(yè)電腦公司、北京四通工控、北京聯(lián)想工控、北京畫院自動(dòng)化系統(tǒng)公司、北京工控計(jì)算機(jī)廠、北京宏拓工控、北京長(zhǎng)城工控、北工大、北大方正、上?？堤┛穗娮蛹夹g(shù)公司、華北工控、和利時(shí)自動(dòng)化工程公司、中國(guó)航天工業(yè)總公司驪山公司等等。
　　據(jù)電子部98年調(diào)查表明：我國(guó)工業(yè)PC機(jī)市場(chǎng)以海外產(chǎn)品如臺(tái)灣研華、美國(guó)INTEL為主，但國(guó)內(nèi)產(chǎn)品也占有一定的市場(chǎng)份額。
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)市場(chǎng)
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)給控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來(lái)一場(chǎng)革命，將有FCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS。國(guó)家在“九五”期間為了加快現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展，支持成立了“中國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線專業(yè)委員會(huì)”和“中國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線專業(yè)委員會(huì)”以推進(jìn)行業(yè)工作，同時(shí)在重慶、西安、上海三大生產(chǎn)基地進(jìn)行技術(shù)改造，重點(diǎn)放在智能化儀表和現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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)。集中力量聯(lián)合攻關(guān)解決基礎(chǔ)產(chǎn)品和基型產(chǎn)品等50個(gè)品種和必要的支撐軟件的開發(fā)。重點(diǎn)開發(fā)壓力、差壓變送器系列、溫度變送器系列、流量?jī)x表系列、執(zhí)行器和閥門定位器系列等100個(gè)以上的品種。北京康拓科技開發(fā)總公司采用兼有數(shù)字－模擬特性的HART協(xié)議，研制開發(fā)了ITT智能溫度變送器。利用ITT智能溫度變送器和其他HATT產(chǎn)品組成HART現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。
　　4.5 RTU產(chǎn)品
　　RTU的應(yīng)用情況
　　RTU產(chǎn)品主要應(yīng)用電力行業(yè)的電網(wǎng)調(diào)度SCADA系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化控制，油田的自動(dòng)化、輸油輸氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，城市供水、供氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。以電力行業(yè)的使用量最大。
　　主要的生產(chǎn)廠家
　　國(guó)外廠家包括GE
　　Harris的D10/D20/D25/D200；費(fèi)希爾-羅斯蒙特（F-RSOEMOUNT）的ROC產(chǎn)品系列包括ROC-300系列通用RTU（199l年推出）有ROC306，ROC312，ROC3；另外SIEMENS、ABB、MOTOROLA等公司也開發(fā)自己的RTU產(chǎn)品，但他們的產(chǎn)品主要為自己公司的SCADA系統(tǒng)提供服務(wù)。
　　國(guó)內(nèi)廠家包括：電力行業(yè)的東方電子、南瑞集團(tuán)、山東積成等等；石油行業(yè)的北京安控、江蘇華盛等公司。