2018-2025年中国工业自动化控制行业概况、发展现状及发展趋势

一、工业自动化行业概述

工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化控制系统通常集机械执行系统、电气控制系统、传感器测量系统等于一体。工业自动化控制系统以自动化控制理论为基础，涉及机械、信息技术、电子电路、力学设计、光学设计、热设计、嵌入式软件和系统可靠性设计等诸多方面的技术，被广泛应用于医药、生物、冶金、石油、化工、有色金属、机械、汽车、纺织、造纸、航空航天等诸多现代工业。由于工业自动化行业对其他行业具有较强的推动作用，因此自动化技术水平的高低已经成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。

二、我国工业自动化的发展历程

工业自动化在我国的发展大致可分为三个阶段。首先是上世纪 50 至 70 年代末，这一时期可以说是工业自动化在我国的起步阶段。当时，我国刚刚完成了“三大改造”，并且实施了第一个“五年计划”，不过依旧处于社会主义初级探索阶段，工业的发展依旧以人力为主，工业化道路发展缓慢，但是一些单机自动化加工设备开始出现，我国的工业自动化萌芽显现。

上世纪 80 至 90 年代中期，随着改革开放的到来，国外资本纷纷涌入中国市场，同时也带来了全新的技术与设备。在这一时期，我国的工业自动化得到了充分的发展，各种技术也开始不断成熟。硬件数控系统的数控机床以及用于钻、镗、铣等加工的自动生产线的出现标志着我国工业自动化日趋成熟。

上世纪 90 年代末以来，市场环境的变化，使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重，要求自动化技术向其广度和深度发展，使其各相关技术高度综合，发挥整体最佳效能。CIM 已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。同时，并行工程作为一种经营哲理和工作模式开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。

三、我国工业自动化控制的现状

我国工业自动化控制发展的历程比较短，开始的时间较晚，是在 20 世纪 40年代才开始产生并发展的，那时我国的自动化控制设备采用的是单机加工的方式，一直到 20 世纪 70 年代，我国才开始采用流水线作业的方式，比较广泛地在工业生产中应用自动化技术，这也是工业自动化控制技术发展的标志阶段。目前，我国自动化控制技术已经融入了信息技术等高科技技术，并综合了其他科学技术，以下笔者将主要分析 PLC、工业 PC 以及 DCS 这三种技术。

PLC 是可编程序逻辑控制器的简称，它是一种可以进行编写的存储器，依靠数字运算实现电子系统的控制，是计算机技术应用的代表。当前我国工业领域已经广泛的应用 PLC，主要是由于其具有功能强，性价比高；编程简单；操作便捷，可靠性强；维修方便等多种优点，PLC 作为计算机实现了生产过程的总监控和控制，可以根据指令进行存储和逻辑运算，实现模拟输入输出，是工业生产控制的关键。

PLC 最早是由美国通用企业公司研发的，在 1969 年诞生了第一台可编程序逻辑控制器，随后世界各国也开始研究 PLC 控制器，它的工作步骤主要经过三个阶段：第一，输入采样阶段；第二，程序执行阶段；第三，输出刷新阶段，在工业生产中有重大推动作用，我国虽然也在不断研发和改进控制器的性能，但是较之国外还有很大的差距，很多技术都需要进口，在未来，我国科研单位还要不断提升 PLC 的性能，提升我国工业自动化控制水平。

工业 PC 机主要有两种：一种是 IPC；另一种是 Com-pact PCI。IPC 采用的虚拟化技术，Com-pact PCI 是在 PCI 技术之上改造而来的，工业 PC 机由于能适应更复杂更恶劣的自然环境，因此可以满足工业生产更多更高的要求，工业 PC机防磁、防尘、抗高温，具有良好的抗干扰能力，且能长时间运作，具有优良的配置和兼容性，工业 PC 机的两个控制类型是我国实现现代化工业生产的保障，同时根据区域的不同，PC 机能够满足客户不同的服务要求。随着互联网技术的融入，PC 机实现了企业内部生产的各个环节的控制，促进了内部沟通。当前，众多企业都在采用工业 PC 机控制企业生产，这与我们前面介绍的 PC 机的优点是分不开的，作为具有高级诊断功能，且安装简便的自动化控制设备，技术人员对于其操作步骤更加容易掌握，在出现故障后诊断与检修都比较简便，且需要的花费合理，性价比高。现在不管是在我国还是国际社会都十分欢迎工业 PC 机的使用，随着我国科学技术的不断发展，我国在这方面的技术研发仍将不断进步。DCS 是 Distributed Control System 的缩写，代表的是集散控制系统，它是相对于集中式控制系统的一种新型控制系统。在 20 世纪 70 年代 DCS 才开始开发，我国对于它的研究还要更晚，随着科技的不断发展，我国对于 DCS 的投入在不断增多，当前不论是在质量保障还是安全保障上我国都已经达到了世界顶尖水平，随着研究成果的逐渐增多，我国现在不少企业都在应用 DCS 控制系统，真正实现了生产环节的改良。

四、我国工业自动化控制的未来发展趋势

据北京普华有策信息咨询有限公司发布的《2018-2025年中国工业自动化控制行业发展现状及市场前景预测报告》显示：

1、可编程逻辑控制器（PLC）向一体化、网络化发展

作为新型的 PLC，OCS（一体化控制器）的开发和应用具有结构简便紧凑，安装更加方便的优点，它的出现让 PLC 的控制线路更加清晰。OCS 不同于传统的PLC，它的出现有效集合了包括 HMI、FO 在内的多个控制器设备的优点，OCS 有效将它们集成一体，实现了人机交互，使技术人员在操作时更简单也更便捷。作为可编程的逻辑控制器，它在未来将向着一体化、网络化的方向发展，在实现人机界面的过程中，采用的是 HORNER 编程平台，使用起来更加快捷，十分受企业青睐。另外，随着我国信息技术的不断发展，借助计算机技术也让 PLC 的发展之路更加广阔，当前不论是控制终端还是传输速度都有大幅提高，并且在未来还会向更加智能和高效的方向发展。

2、新型现场总线控制系统的发展

随着科学技术的不断发展，计算机技术的应用让新型现场总线控制系统得到了发展，由计算机控制的系统经过了这样几个发展阶段，即基地式气动仪表控制系统、组合式仪表控制系统、数字计算机集中式控制系统和 DCS，经过了一系列整合发展后，当前控制系统开始向总线控制的方向发展，我们简称 FCS，FCS 在未来还会结合互联网技术不断发展壮大，让总线控制系统广泛应用到工业控制的各个领域，凭借更高的灵活性、更好的准确性、更快的传输速度应用到更广的领域，占据更高的市场地位。

3、智能化控制的发展

智能化的提出引领了各个领域的变革，它是信息化技术的应用，它采用了人工智能理论、学习算法、先进技术，使设备能够模拟人类智能的某些特性和功能。工业智能化控制是在人工智能的基础上提出的控制方法，主要表现在机械设备自动控制的多功能化方面。通过以太网和 Web 技术实现开放型分布式智能系统，基于网络通用的 TCP/IP 四层协议族，提供高度模块化、分布式技术和可反复使用的工业控制方案。比如：新一代的固态传感器和智能变送器向微型化、高精度、低功能、智能化方向发展，智能阀门定位器由高集成度的微控制器控制，对所有控制参数都可组态，实现线性、分程控制、等百分比、快开等特性修正功能，并能实现智能化。

总之，当前工业自动化控制技术已经在我国很多行业中都得到了应用，自动化控制大大减轻了人工负担，有效提升了工作效率，提高了生产质量，同时自动化的应用是科技发展的体现，它促进了我国产业结构的调整和升级优化。在未来，我国工业控制自动化技术仍将结合多个学科，结合多个技术领域，以先进的科学技术不断向前发展，走向更加智能化、网络化、便捷化的道路。这对于促进我国经济繁荣、不断提高我国综合国力、提高国际竞争力具有十分积极的作用。