自动化仪表的最新动态

工业控制自动化技术是利用控制理论、仪器、计算机等信息技术，实现工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增产、提高质量、降低消耗、保证安全等目的的综合技术。它主要包括三个部分：工业自动化软件、硬件和系统。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域最重要的技术之一，主要解决生产效率和一致性问题。自动化系统本身虽然不直接创造效益，但是可以明显改善企业的生产流程。

我国工业控制自动化的发展路径是引进成套设备，同时消化吸收，然后进行二次开发应用。目前，中国的工业控制自动化技术、工业和应用都取得了长足的进步，中国的工业计算机系统产业已经形成。工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化方向发展。

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首先，基于工业PC的低成本工业控制自动化将成为主流

众所周知，自20世纪60年代以来，西方国家开始依靠技术进步(即新设备、新技术和计算机应用)改造传统产业，使产业发展迅速。20世纪末世界上最大的变化是全球市场的形成。全球市场导致前所未有的激烈竞争，这促使企业加快新产品上市时间，提高质量，降低成本，完善服务体系。虽然计算机集成制造系统(CIMS)将信息集成和系统集成结合在一起，但它追求的是完美，使企业能够认识到正确的信息在正确的时间以正确的方式传递给正确的人，从而做出正确的决策，即五个正确。但这种自动化需要投入大量资金，是一种高投入、高收益、高风险的开发模式，是大多数中小企业难以采用的。在中国，中小型企业和准大型企业仍在走低成本工业控制自动化的道路。

工业控制自动化主要包括三个层次，自下而上分别是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。

在传统的自动化系统中，基础自动化部分基本被PLC和DCS垄断，而过程自动化和管理自动化部分主要由各种进口的过程计算机或小型机组成，硬件、系统软件和应用软件的高价格使很多企业望而却步。

自20世纪90年代以来，由于基于PC的工业计算机的发展，基于PC的工业PC、I/O设备、监控设备和控制网络的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。国内几乎所有重钢的大型加热炉也都拆除了原有的DCS或单回路数字调节器，代之以工控机组成控制系统，并采用模糊控制算法，取得了良好的效果。

由于基于PC的控制器已被证明与PLC一样可靠，并被操作人员和维护人员所接受，因此一家又一家制造商正在至少部分生产中采用PC控制方案。基于PC的控制系统安装使用方便，具有先进的诊断功能，为系统集成商提供了更加灵活的选择。从长远来看，PC机控制系统维护成本低。

因为可编程控制器(PLC)最受PC控制的威胁，所以PLC供应商对PC的应用感到不安。其实他们现在已经加入PC控制浪潮了。

近年来，工业PC在中国发展迅速。从世界范围来看，工业PC主要包括两类：IPC工控机、工控机及其变形器，如AT96总线工控机。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求较高，现有的IPC已不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是基于CompactPCI的工业计算机，而IPC将占据管理自动化层。2001年，我国设立了以工业控制计算机为基础的开放式控制系统的工业自动化产业化重大项目，目标是开发具有自主知识产权的基于PC的控制系统，占据国内市场的30%(50%)，并在3(5)年内实现产业化。

前几年软PLC出现的时候，业界认为工业PC会取代PLC。但是，到目前为止，工业PC还没有取代PLC，主要有两个原因：一是系统集成；另一个原因是软件操作系统WindowsNT。一个成功的基于PC的控制系统应该有两点：第一，所有的工作都要在一个平台上由软件来完成；二是为客户提供他们需要的一切。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用，数据复杂，设备集成度高。工业PC无法与低成本的微型PLC竞争，微型PLC是PLC市场增长最快的部分。从发展趋势来看，控制系统的未来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。

和PLC一样，工业PC市场在过去两年保持稳定。与PLC相比，工业PC软件非常便宜。据FrostSullivan公司估计，在全球每年7亿美元的工业PC市场中，大约8500万美元是控制软件，1亿美元是操作系统。到2007年，将翻一番，工业PC市场将变得非常可观。

第二，可编程控制器正在向小型化、网络化、个人电脑化和开放性发展

长期以来，PLC一直是工业控制自动化领域的主战场，为各种自动控制设备提供了非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三方对抗。同时，PLC也承受着其他技术产品带来的冲击，尤其是工业PC带来的冲击。

目前，全球约有200家PLC制造商，生产300多种产品。国内可编程控制器市场仍以国外产品为主，如西门子、莫迪康、A-B、欧姆龙、三菱和通用电气。经过多年的发展，国内PLC厂商约有30家，但没有一家形成大规模生产能力和名牌产品。可以说，PLC在中国还没有形成制造业产业化。在可编程逻辑控制器应用方面，

面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2000年PLC的国内市场销量为15(20万套（其中进口占90%左右），约25(35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2005年全国PLC需求量将达到25万套左右，约35(45亿元人民币。

　PLC市场也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照AutomationResearchCorp的预测，尽管全球经济下滑，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。

　微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。

　在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC（小于32I/O）已经出现，价格只有几百欧元。随着软PLC（SoftPLC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。

　当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）问世于1975年，生产厂家主要集中在美、日、德等国。我国从70年代中后期起，首先由大型进口设备成套中引入国外的DCS，首批有化纤、乙烯、化肥等进口项目。当时，我国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期在引进、消化和吸收的同时，开始了研制国产化DCS的技术攻关。

　近10年，特别是九五以来，我国DCS系统研发和生产发展很快，崛起了一批优秀企业，如北京和利时公司、上海新华公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天测控公司、电科院以及北京康拓集团等。这批企业研制生产的DCS系统，不仅品种数量大幅度增加，而且产品技术水平已经达到或接近国际先进水平。在2001年全国应用的4426套DCS系统中，国产DCS系统为1486套，占35%。短短几年，国外DCS系统在我国一统天下的局面从此不再出现。这些专业化公司不仅占据了一定的市场份额，积累了发展的资本和技术，同时使得国外引进的DCS系统价格也大幅度下降，为我国自动化推广事业做出了贡献。与此同时，国产DCS系统的出口也在逐年增长。

　虽然国产DCS的发展取得了长足进步，但国外DCS产品在国内市场中占有率还较高，其中主要是Honeywell和横河公司的产品。我国DCS的市场年增长率约为20%，年市场额约为30(35亿元。由于近5年内DCS在石化行业大型自控装置中没有可替代产品，所以其市场增长率不会下降。据统计，到2005年，我国石化行业有1000多套装置需要应用DCS控制；电力系统每年新装1000多万千瓦发电机组，需要DCS实现监控；不少企业已使用DCS近15(20年，需要更新和改造。所以，今后5年内DCS作为自动化仪表行业主要产品的地位不会动摇。

　根据中国仪器仪表行业协会公布的调查数据显示，2002年我国DCS市场状况如下：

　小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且软DCS技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。

　四、控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展

　由于3C（Computer、Control、Communication）技术的发展，过程控制系统将由DCS发展到FCS（FieldbusControlSystem）。

　FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备（FieldDevice）中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4(20mA模拟信号线，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。

　根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信自动化仪表的最新动态号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于推出世界上单一的现场总线标准工作，走过了16年的艰难历程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的标准制定就陷于混乱。2000年初公布的IEC61158现场总线国际标准子集有八种，分别为：

　类型1IEC技术报告（FFH1）；

　类型2Control-NET（美国Rockwell公司支持）；

　类型3Profibus（德国Siemens公司支持）；

　类型4P-NET（丹麦ProcessData公司支持）；

　类型5FFHSE（原FFH2）高速以太网（美国FisherRosemount公司支持）；

　类型6Swift-Net（美国波音公司支持）；

　类型7WorldFIP（法国Alsto公司支持）；

　类型8Interbus（美国PhoenixContact公司支持）。

　除了IEC61158的8种现场总线外，IECTC17B通过了三种总线标准：SDS（SmartDistributedSystem）；ASI（ActuatorSensorInterface）；DeviceNET。另外，ISO公布了ISO11898CAN标准。其中DeviceNET于2002年10月8日被中国批准为国家标准，并于2003年4月1日开始实施。

　目前在各种现场总线的竞争中，以Ethernet为代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技术正成为现场总线发展中新的亮点。其关注的焦点主要集中在两个方面：

　(1)能否出现全世界统一的现场总线标准；

　(2)现场总线系统能否全面取代现时风靡世界的DCS系统。

　采用现场总线技术构造低成本的现场总线控制系统，促进现场仪表的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合工业控制系统的技术发展趋势。国家在九五期间为了加快现场总线技术在我国的发展，重点放在智能化仪表和现场总线技术的开发和工程化上，补充和完善工艺设备、开发装置和测试装置，建立智能化仪表和开发自动化系统的生产基地，形成适度规模经济。2000年，九五国家科技攻关计划新一代全分布式控制系统研究与开发和现场总线智能仪表研究开发两个项目相继完成。

　这两个项目以及先期完成的现场总线控制系统的开发项目，针对国际上已经出现的多种现场总线协议并存的局面，重点选择了HART协议和FF协议现场总线技术攻关。

　总之，计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，将朝着现场总线控制系统（FCS）的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。

　五、仪器仪表技术

　仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展经过五十年的发展，我国仪器仪表工业已有相当基础，初步形成了门类比较齐全的生产、科研、营销体系。现有各类仪器仪表企业6000余家，年销售额约1000亿元，成为亚洲除日本之外第二大仪器仪表生产国。据海关统计，除去随成套工程项目配套引进的仪器仪表不计，去年进口各类仪器仪表近60亿美元，约占我国仪器仪表工业总产值的50%。但目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。目前，我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件，国外产品占有我国市场60%以上的份额，而国产分析仪器占全球市场不到千分之二的份额。

　2001年3月，第九届全国人大四次会议批准的十五计划纲要首次提出把发展数控机床，仪器仪表和基础零部件放到重要位置，努力提高质量和技术水平。2001年8月，国家计委把仪器仪表明确列为国民经济重要技术装备，国家经贸委制定并公布的仪器仪表行业十五规划，确立了6项高技术产业化项目：

　1.基于现场总线技术的全开放分散控制系统及智能仪表；

　2.新型传感器；

　3.智能化工业控制部件与执行机构；

　4.环境与污染源监测仪器及自动监测系统；

　5.城市污水处理利用成套工艺设备中的仪表自动化控制系统；

　6.炼钢转炉煤气净化回转成套装置中的仪表自动化控制系统。

　根据仪器仪表行业的预测，十五期间我国仪器仪表市场大致是：2002年1628亿，2003年1790亿，2004年1969亿，2005年2165亿。五年间，平均年市场容量为1806亿（相当于220亿美元），其中工业自动化仪表和控制系统占41%、科学测试仪器占25%、医疗仪器占17%、其它占17%，平均年增长率将不会低于10%。

　今后仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展，产生智能仪器仪表；测控设备的PC化，虚拟仪器技术将迅速发展；仪器仪表网络化，产生网络仪器与远程测控系统。

　几点建议：开发具有自主知识产权的产品，掌握核心技术；加强仪器仪表行业的系统集成能力；进一步拓展仪器仪表的应用领域。

　六、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展

　从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了51年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：1.传统数控系统；2.PC嵌入NC结构的开放式数控系统；3.NC嵌入PC结构的开放式数控系统；4.SOFT型开放式数控系统。

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中控技术2020年度净利4 2亿元同比增加14 95

根据公告，

中央控制技术

总资产为

82。

一个

亿

元，比本报告开头有所增加

%

；每股基本收益为

0.94

袁，去年同期

0.90

袁。

报告期内，尽管受疫情影响，但中控科技凭借自动化、数字化、智能化技术和产品在工业领域的优势，加大了工业软件和自动化仪器的推广和销售，各业务板块保持增长。此外，随着流程行业用户对自动化、数字化和智能化改造的需求日益增加，公司还为客户提供高质量的工业自动化和智能制造解决方案产品和服务，从而实现公司业绩的增长。

总资产同比增长%，主要是由于报告期内公司主营业务规模扩大，公司首次公开发行募集股份。

根据掘壳网的数据，

中央控制技术

主要的

提供以自动化控制系统为核心的技术和产品，涵盖工业软件、自动化仪表和运维服务。

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