1、定義

工業(yè)控制機（工控機）是計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗，以提高經(jīng)濟效益的主要技術(shù)手段。

2、工控機的種類

工控機系統(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（輸入輸出點數(shù)＞1024），中型PLC（輸入輸出點數(shù)256～1024）及小型PLC（輸入輸出點數(shù)＜256點）。

分布式控制系統(tǒng)（DCS）：又稱集散控制系統(tǒng)，按功能及規(guī)模亦可分為多級分層分布式控制系統(tǒng)、中小型分布式控制系統(tǒng)、兩級分布式控制系統(tǒng)。

工業(yè)PC機：能適合工業(yè)惡劣環(huán)境的PC機，配有各種過程輸入輸出接口板組成工控機。近年又出現(xiàn)了PCI總線工控機。

嵌入式計算機及OEM產(chǎn)品，包括PID調(diào)節(jié)器及控制器

機電設備數(shù)控系統(tǒng)（CNC，F(xiàn)MS，CAM）

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）

3、工控機發(fā)展綜述

1983年工業(yè)控制計算機被列入國家計算機系列型譜及發(fā)展規(guī)劃。1989年機電部受國務院電子振興領導小組辦公室委托，完成對全國工業(yè)控制計算機機型優(yōu)選，共選出包括工業(yè)控制微機系統(tǒng)、但（多）回路調(diào)節(jié)器、可編程控制器和工業(yè)控制功能模塊四個種類21個優(yōu)選機型。1990年國家計委、機電部、化工部、建材局聯(lián)合組織完成了首次全國工業(yè)爐窯控制系統(tǒng)的優(yōu)選。共選出工業(yè)鍋爐、水泥機立窯和小氮肥三種爐窯21套獲獎的控制系統(tǒng)。目前我國工業(yè)控制計算機（包括工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、分散型工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、工業(yè)控制功能模塊系列、自動測試系統(tǒng)和數(shù)控、程控五大系列）技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，我國工控機行業(yè)已經(jīng)形成。

我國工控機系統(tǒng)的發(fā)展道路，大多是在引進成套設備的同時，也相繼引進了各種工控機系統(tǒng)，并開始自己設計控制系統(tǒng)和裝置，然后進行消化吸收，進行二次開發(fā)和應用。也有一些廠家引進國外技術(shù)，與外商合作合資組裝生產(chǎn)國外產(chǎn)品，并逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。

據(jù)電子部微型機信息網(wǎng)估計，目前我國工控機市場規(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機及板卡25~30億元，嵌入式計算機（含控制器）15~20億元，機電設備數(shù)控系統(tǒng)35~45億元。據(jù)報道，工控機生產(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機占21.74%，其他（自動化儀表、模塊）占21.74%。

4、各種主要產(chǎn)品（PLCDCSIPCFCSRTU）的市場情況

4.1. PLC

PLC國內(nèi)外市場概況

由于計算機網(wǎng)絡技術(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。在應用中，PLC可與上位機聯(lián)網(wǎng)，也可下掛PLC，組成分布式控制系統(tǒng)。PLC已廣泛應用于冶金、電力、石油、化工、建材、機械、輕工、食品、市政、交通和軍工等行業(yè)。

據(jù)美國FROST&SULLIVA公司的報告，全球PLC從1993年的39億美元上升到2000年的76億美元，由占工控機市場的46%上升到50%。

1995年國內(nèi)市場銷售PLC約為6.6萬套，其中國產(chǎn)1.6萬套，約為4800萬人民幣，進口約5萬套，約有7000萬美元；1996年國內(nèi)市場銷售約為9萬套，其中進口8萬套，總計約合人民幣15億元。專家估計，2000年P(guān)LC的國內(nèi)市場銷售達到15~20萬套，約25~35億元，其中進口占90%左右。上述數(shù)據(jù)表明：我國PLC市場幾乎被國外產(chǎn)品占領，國內(nèi)PLC產(chǎn)品的市場占有率不足10%。（以上PLC統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括小型PLC）

據(jù)專家估計，國內(nèi)PLC產(chǎn)品的年增長率為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PLC需求量將達到25萬套左右，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多個品種。主要的國外生產(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，國內(nèi)應用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)品不僅供應國內(nèi)市場，而且還有出口。國內(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1000臺的不到10家。主要有蘇州機床電器廠、上海香島機電制造有限公司、機械部北京機械工業(yè)自動化所、江蘇嘉華實業(yè)有限公司、蘇州電子計算機廠、杭州機床電器廠、遼寧無線電二廠等。國內(nèi)產(chǎn)品的市場占有率不到10%。

從以上數(shù)據(jù)可知，國內(nèi)PLC產(chǎn)品仍以國外產(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

開放式的設計和網(wǎng)絡成為主流；PLC技術(shù)正與PC技術(shù)融合；系統(tǒng)控制向分散發(fā)展；容錯系統(tǒng)；小型化、智能化。

4.2 DCS市場

DCS國內(nèi)外市場概況

據(jù)美國FROST$SULLIVA公司的報告，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，由占工控機市場份額的31%降為27%。主要的生產(chǎn)廠家集中在美、日、德等國。

1996年國內(nèi)DCS的市場銷售15~20億元人民幣，其中國產(chǎn)（約100套）約占5%，據(jù)專家估計，2000年國內(nèi)DCS系統(tǒng)銷售規(guī)模達到30~35億元人民幣。

DCS國內(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。如美國HONEYWELL的TDC3000MICRO

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SIEMENS的TELEPERM；ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。

國內(nèi)由于我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和新建工程對DCS的急需，我國八十年代引進了幾百套DCS，主要應用于石化、冶金、電力、化肥等企業(yè)，我國工業(yè)自動化儀表行業(yè)同時從國外引進技術(shù)，與外商合資組裝生產(chǎn)國外DCS，并逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，如上海福克斯波羅、西安橫河、北京貝利、四川儀表總廠等。同時，我國機械部重慶和上海自動化儀表所開發(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、杭州萬盛公司的FB-2000等。目前，我國的小型DCS系統(tǒng)已投入工業(yè)生產(chǎn)，大中型系統(tǒng)已在國家大型石化、冶金、電力等行業(yè)的百多個工程中推廣應用。

據(jù)電子部98年的調(diào)查表明：我國用戶中采用HYNEYWELL的用戶占22.5%；北京和利時占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：采用國產(chǎn)DCS產(chǎn)品占有一定的市場份額，將近50%。

國外主要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 1224 無限 640 72/站 80

數(shù)字I/O點 1224 無限 1280 96/站 250

系統(tǒng)回路數(shù) 128－400 無限16點/塊 無限 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) 無限 10 不固定 5

點數(shù)/站 30000 》5000 無限 23000 不限 6000

趨勢顯示點 1500－3000 每區(qū)36 所有點 所有點 所有點 32×8

報警點 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標準 30

用戶語言 C. basic 有 Fortran P.B 高級語言 有 有

先進控制 有 有 有 有 有 有

通用數(shù)據(jù)庫 是 是 是 是 分布式

診斷功能 有 有 有 有 有 有

模擬圖 120-1000 無固定 無限 無限 100/CRT 80

與PLC接 可 可 可 可 可 可

DCS的主要發(fā)展趨勢

向綜合方向發(fā)展：由于標準化數(shù)據(jù)通信線路和通信網(wǎng)絡的發(fā)展，將各種單（多）回路調(diào)節(jié)器、PLC、工業(yè)PC、NC等工控設備構(gòu)成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動化要求，并適應開放化的大趨勢。

向智能化發(fā)展：由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、推理技能等的發(fā)展，尤其是知識庫系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的應用，人工智能會在DCS各級實現(xiàn)。

工業(yè)PC化：由于IPC組成DCS成為一大趨勢，PC作為DCS的操作站或節(jié)點機已經(jīng)很普遍。

專業(yè)化：DCS為更適合各相應領域的應用，就要進一步了解各個專業(yè)的工藝和應用要求，以逐步形成如核電站DCS、變電站DCS等等。

4.3 工業(yè)PC機市場

國內(nèi)外市場概況

據(jù)美國FROST&SULLIVA公司的報告，全球工業(yè)PC機市場銷售額從1997年的10.2億美元上升到13.7億美元，由占工控機市場份額的12%降為9%。

國內(nèi)自92年以來，工業(yè)PC機市場極為活躍。據(jù)電子部微電子于計算機研究中心統(tǒng)計，全國工業(yè)PC機的OEM產(chǎn)品海關(guān)統(tǒng)計進口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

國外的生產(chǎn)廠家主要由***研華、美國INTEL、IBM、SIEMENS等等。

國內(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、北京畫院自動化系統(tǒng)公司、北京工控計算機廠、北京宏拓工控、北京長城工控、北工大、北大方正、上海康泰克電子技術(shù)公司、華北工控、和利時自動化工程公司、中國航天工業(yè)總公司驪山公司等等。

據(jù)電子部98年調(diào)查表明：我國工業(yè)PC機市場以海外產(chǎn)品如***研華、美國INTEL為主，但國內(nèi)產(chǎn)品也占有一定的市場份額。

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)市場

現(xiàn)場總線控制技術(shù)給控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來一場革命，將有FCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS。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，支持成立了“中國機電一體化技術(shù)應用協(xié)會現(xiàn)場總線專業(yè)委員會”和“中國儀器儀表協(xié)會現(xiàn)場總線專業(yè)委員會”以推進行業(yè)工作，同時在重慶、西安、上海三大生產(chǎn)基地進行技術(shù)改造，重點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，補充和完善工藝設備、開發(fā)裝置和測試裝置、建立智能化儀表和開發(fā)自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)基地，形成適度規(guī)模經(jīng)濟。集中力量聯(lián)合攻關(guān)解決基礎產(chǎn)品和基型產(chǎn)品等50個品種和必要的支撐軟件的開發(fā)。重點開發(fā)壓力、差壓變送器系列、溫度變送器系列、流量儀表系列、執(zhí)行器和閥門定位器系列等100個以上的品種。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)場總線網(wǎng)絡。

4.4 RTU產(chǎn)品

RTU的應用情況

RTU產(chǎn)品主要應用電力行業(yè)的電網(wǎng)調(diào)度SCADA系統(tǒng)、變電站自動化控制，油田的自動化、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

國外廠家包括GE

Harris的D10/D20/D25/D200；費希爾-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。

國內(nèi)廠家包括：電力行業(yè)的東方電子、南瑞集團、山東積成等等；石油行業(yè)的北京安控、江蘇華盛等公司。