60年前的舊中國，工業(yè)是極為落后的。不僅產(chǎn)品產(chǎn)量低，而且工業(yè)部門殘缺不全，只有采礦業(yè)、紡織業(yè)和簡(jiǎn)單的加工業(yè)，許多工業(yè)產(chǎn)品不能自己生產(chǎn)，完全依賴進(jìn)口。如今，經(jīng)過60年的建設(shè),工業(yè)行業(yè)發(fā)生根本性變化。中國已擁有39個(gè)工業(yè)大類、191個(gè)中類、525個(gè)小類,聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中所列的全部工業(yè)門類都有。一個(gè)行業(yè)比較齊全的工業(yè)體系已經(jīng)形成,輕重工業(yè)結(jié)構(gòu)在反復(fù)調(diào)整中逐步得到改善,機(jī)電、高新技術(shù)產(chǎn)品在我國出口貿(mào)易中的主導(dǎo)地位日益明顯。
60年滄桑巨變，猶如一部科幻大片。今日之中國，繁榮昌盛、生機(jī)勃勃；今日中國之人民，意氣風(fēng)發(fā)、豪情滿懷。中華民族以頑強(qiáng)不屈的精神傲立于世界民族之林。
回望新中國成立以來的歷史，展現(xiàn)的是億萬人民戰(zhàn)天斗地，求發(fā)展、求變革、求振興的生動(dòng)畫卷。60年執(zhí)著不懈地艱苦奮斗，我們走過風(fēng)云變幻、跌宕起伏的崢嶸歲月，走過了發(fā)達(dá)國家200-300年的歷程，使今天的中國站在了實(shí)現(xiàn)千年強(qiáng)國之夢(mèng)的新起點(diǎn)上。在工業(yè)化的進(jìn)程中，形形色色的自動(dòng)化產(chǎn)品扮演著不可或缺的角色。本文特選PLC、機(jī)器人、變頻器、伺服與傳動(dòng)、工控機(jī)以及自動(dòng)化儀表等五個(gè)非常具有代表性的自動(dòng)化產(chǎn)品見證著新中國工業(yè)領(lǐng)域不凡成就。
PLC
我國開始研制PLC產(chǎn)品是上世紀(jì)70年代中期。90年代，由于PLC應(yīng)用不斷深入，國內(nèi)又掀起研制PLC的高潮，雖然仍是小型PLC，批量亦不大，但其功能、質(zhì)量和可靠性比70年代的產(chǎn)品有明顯的提高。為盡快提升我國PLC的技術(shù)水平，引進(jìn)PLC的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，中外合資或外商獨(dú)資企業(yè)在國內(nèi)開始批量生產(chǎn)PLC。西門子公司率先在大連建立PLC生產(chǎn)企業(yè)；歐姆龍公司在上海生產(chǎn)的PLC遠(yuǎn)銷海內(nèi)外。
中國加入WTO后，越來越多跨國企業(yè)把制造基地轉(zhuǎn)移至中國。制造業(yè)的控制主要以離散控制為主，PLC是該領(lǐng)域控制系統(tǒng)的首選，制造企業(yè)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，必然會(huì)大量采用PLC，從而為PLC的應(yīng)用提供廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
我國工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍偏低，PLC產(chǎn)品的應(yīng)用空間還很大。例如機(jī)械行業(yè)，80%以上的設(shè)備仍使用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制?？梢哉f，PLC在我國工業(yè)中的應(yīng)用潛力還遠(yuǎn)沒有得到充分發(fā)揮，大部分小型企業(yè)尚未完全應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)和產(chǎn)品。在未來愈見激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，這部分企業(yè)勢(shì)必需要應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)以提升自身實(shí)力，這將是PLC市場(chǎng)壯大的一塊良好培養(yǎng)基。
目前，中國PLC市場(chǎng)的95％以上被國外品牌占領(lǐng)。然而，國內(nèi)已有具有較強(qiáng)實(shí)力的公司開始拓展PLC業(yè)務(wù)，并在中國PLC市場(chǎng)有了一定響應(yīng)。
工業(yè)機(jī)器人
從最初的機(jī)械手，到現(xiàn)在的服務(wù)機(jī)器人，機(jī)器人在提高產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)展綠色制造、服務(wù)人民生活等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，解放了人類，使得生產(chǎn)效率大大提高。上世紀(jì)70年代初期，我國科技人員從外文雜志上敏銳地捕捉到國外機(jī)器人研究的信息，開始自發(fā)地研究機(jī)器人。
80年代中期，我國機(jī)器人的研發(fā)單位大大小小已有200多家，然而，由于多半從事的是低水平、重復(fù)性的研究，全國尚無一臺(tái)機(jī)器人產(chǎn)品問世，直至1985年，我國機(jī)器人才迎來了“春天”——工業(yè)機(jī)器人被列入了國家“七五”科技攻關(guān)計(jì)劃研究重點(diǎn)，目標(biāo)鎖定在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)器件開發(fā)、搬運(yùn)、噴涂和焊接機(jī)器人的開發(fā)研究等五個(gè)方面。1990年，工業(yè)噴漆機(jī)器人PJ-1如期完成，這是我國第一臺(tái)噴漆機(jī)器人。而我國6000米無纜水下機(jī)器人試驗(yàn)應(yīng)用成功，標(biāo)志著我國水下機(jī)器人技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
從90年代初期起，在國家“863”計(jì)劃支持下，我國工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等7種工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品相繼問世，還實(shí)施了100多項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程、建立了20余個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。
90年代中后期，我國開始研究服務(wù)機(jī)器人。仿人機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室，我國成為繼日本之后投入實(shí)際展示應(yīng)用的第二個(gè)國家目前，我國的服務(wù)機(jī)器人主要有吸塵器機(jī)器人，教育、娛樂、保安機(jī)器人，智能輪椅機(jī)器人，智能穿戴機(jī)器人，智能玩具機(jī)器人，同時(shí)還有一批為服務(wù)機(jī)器人提供核心控制器、傳感器和驅(qū)動(dòng)器功能部件的企業(yè)。如今，在國際競(jìng)爭(zhēng)中，我國工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。
伺服與運(yùn)動(dòng)控制
伺服系統(tǒng)是個(gè)年輕的產(chǎn)業(yè)，上個(gè)世紀(jì)60～70年代是直流伺服電動(dòng)機(jī)誕生和發(fā)展的時(shí)代，直流伺服系統(tǒng)在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，伺服系統(tǒng)的位置控制也由開環(huán)控制發(fā)展成為閉環(huán)控制。80年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大大推動(dòng)了交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使交流伺服系統(tǒng)性能日漸提高，與其相應(yīng)的伺服傳動(dòng)裝置也經(jīng)歷了模擬式、數(shù)?；旌鲜胶腿珨?shù)字化的發(fā)展。90年代開環(huán)伺服系統(tǒng)迅速被交流伺服所取代。
在中國工業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展的推動(dòng)下，我國伺服市場(chǎng)逐漸形成發(fā)展，伺服產(chǎn)品也逐漸應(yīng)用到交通、電力、新能源開發(fā)、汽車制造等各個(gè)領(lǐng)域，伺服在中國大好的形勢(shì)下穩(wěn)定中發(fā)展。在國家863計(jì)劃、科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金和國家“十五”攻關(guān)成果基礎(chǔ)上，我國的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制平臺(tái)技術(shù)已經(jīng)基本成熟，市場(chǎng)呈現(xiàn)快速多元化發(fā)展，國內(nèi)外眾多品牌進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前交流伺服技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化的支撐性技術(shù)之一。
變頻器
早在20世紀(jì)40年代在國外就已誕生了異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)，不過那時(shí)的變頻器是由直流電動(dòng)機(jī)-同步發(fā)電機(jī)組成的變頻機(jī)組，50年代在我國的膠片廠等易燃車間已經(jīng)采用了變頻機(jī)組實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速。60年代在國際上才出現(xiàn)用電力電子器件組成的靜止變頻器，1963年，上海整流器廠就已研制出國內(nèi)第一只可控硅，比當(dāng)時(shí)的日本還要早一年。1965年，我國開始了研究可控硅變頻器。
直到80年代，國內(nèi)許多高等學(xué)校和研究院所積極開發(fā)GTR變頻器，后期更進(jìn)一步研制了IGBT變頻器，并將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給企業(yè)生產(chǎn)，但由于沒有自動(dòng)化生產(chǎn)線而無法生產(chǎn)出高可靠性的變頻器。90年代中期，國外生產(chǎn)的變頻器陸續(xù)進(jìn)入中國市場(chǎng)，改革開放的不斷深入也使國外的生產(chǎn)設(shè)備迅速涌入中國，國產(chǎn)變頻器廠家紛紛崛起，國產(chǎn)的VVVF通用變頻器才開始涌現(xiàn)。一個(gè)高壓變頻器的國產(chǎn)化時(shí)代在我們手中拉開帷幕。目前，國內(nèi)大約已經(jīng)有二十幾家企業(yè)有能力生產(chǎn)高壓變頻器，國產(chǎn)品牌占市場(chǎng)的50%以上。
最近十年，采用無速度傳感器控制的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)性能變頻控制技術(shù)逐漸升溫，是否具備無速度傳感器控制技術(shù)成為高性能通用變頻器和一般通用變頻器的分水嶺。然而在很長的一段時(shí)間里，雖然變頻器已經(jīng)在中國大地遍地開花，但其核心器件IGBT始終依賴進(jìn)口，成為制約國產(chǎn)變頻器發(fā)展的瓶頸。近年來，多位在國外有豐富研制IGBT經(jīng)驗(yàn)的專家回國辦廠，使國內(nèi)企業(yè)具備了IGBT和MOEFET的制造技術(shù)，完整的變頻器產(chǎn)業(yè)鏈才開始形成。
自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)
第二次世界大戰(zhàn)以后，石油化工等流程工業(yè)迅速向大型化、系統(tǒng)化發(fā)展，相應(yīng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化儀表和體統(tǒng)的需求大增，加之電子工業(yè)由電子管向半導(dǎo)體器件迅速發(fā)展，所以我國在1949年建國以后，從50年代起就逐漸建立起工業(yè)自動(dòng)化儀表的制造業(yè)。60－70年代研制成功DDZ－I、II、III、IV型電動(dòng)單元組合儀表及QD8－I、II、III型氣動(dòng)單元組合儀表，它們涵蓋了監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、執(zhí)行等自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)的全部功能，而且在火電廠、煉油廠、鋼鐵廠、水泥廠、化工廠等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
改革開放以后，經(jīng)過了幾次大規(guī)模的技術(shù)引進(jìn)，滿足了上世界8、90年代流程工業(yè)大發(fā)展對(duì)自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)的需求，同時(shí)國內(nèi)自動(dòng)化儀表制造業(yè)也得到了進(jìn)步。在我國形成自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)的制造、設(shè)計(jì)、工程施工建設(shè)隊(duì)伍的同時(shí)，最終用戶的維護(hù)人員也形成了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，在逐步剝離工業(yè)之后，也成為自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)全生命周期中不可或缺的一部分。我國目前已形成工業(yè)自動(dòng)化儀表和系統(tǒng)年產(chǎn)值約1千億元的產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。
十多年以來，我國對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用，一直是抓得很緊的。在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，實(shí)現(xiàn)儀表及系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化方面，我國FF、Profibus、EPA三項(xiàng)技術(shù)發(fā)展很快。特別是基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF，國內(nèi)已有百余個(gè)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)長期運(yùn)行著，尤其是在大型乙烯聯(lián)合裝置中應(yīng)用成功，已成為全球矚目的工程。在“九五”攻關(guān)的基礎(chǔ)上，不斷努力，“流程工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線核心芯片、互操作技術(shù)及集成控制系統(tǒng)開發(fā)”課題今年又通過國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)初評(píng)，取得階段性成功。
工控機(jī)
中國工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了80年代的第一代STD總線工控機(jī)，90年代的第二代IPC工控機(jī)，現(xiàn)在進(jìn)入了第三代CompactPCI總線工控機(jī)時(shí)期，而每個(gè)時(shí)期大約要持續(xù)15年左右的時(shí)間。STD總線工控機(jī)解決了當(dāng)時(shí)工控機(jī)的有無問題；IPC工控機(jī)解決了低成本和PC兼容性問題；CompactPCI總線工控機(jī)解決的是可靠性和可維護(hù)性問題。作為新一代工控機(jī)技術(shù)，CompactPCI總線工控機(jī)將不可阻擋地占據(jù)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化層，IPC將逐漸由生產(chǎn)過程自動(dòng)化層向管理信息化層移動(dòng)，而STD總線工控機(jī)必將退出歷史舞臺(tái)，這是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。同時(shí)，新一代工控機(jī)技術(shù)也是下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)。
１９８３年，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)列入國家計(jì)算機(jī)系列型譜及發(fā)展規(guī)劃。經(jīng)過全國工控機(jī)行業(yè)的共同努力，我國工控機(jī)（包括工控機(jī)系統(tǒng)，分散型工控機(jī)系統(tǒng)，工業(yè)控制功能模板系列，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和數(shù)控、程控裝置五大系列）技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了大的發(fā)展，工控機(jī)大行業(yè)已經(jīng)形成。1９８９年，受原國務(wù)院電子振興領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室委托，由機(jī)電部組織完成了全國首屆工控機(jī)機(jī)型優(yōu)選。共選出包括工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)、單（多）回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器和工業(yè)控制功能模板四個(gè)種類２１個(gè)優(yōu)選機(jī)型。１９９０年，國家計(jì)委、機(jī)電部、化工部、建材局聯(lián)合組織完成了首次全國工業(yè)爐窯控制系統(tǒng)的優(yōu)選。共選出包括工業(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)。兩次優(yōu)選，對(duì)提高我國工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的可靠性是有力促進(jìn)。
目前制約新一代工控機(jī)技術(shù)發(fā)展的因素主要有四個(gè)：一是由于目前CompactPCI總線工控機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模和應(yīng)用數(shù)量還不夠大，成本過高，用戶還在觀望，等待價(jià)格的進(jìn)一步降低；二是國產(chǎn)化的CompactPCI總線I/O模板的種類和數(shù)量還不豐富，配套性還不夠，用戶難以得到完整的解決方案；三是CompactPCI總線設(shè)計(jì)技術(shù)難度大，普及程度不夠，多數(shù)企業(yè)還不具備自行研制系統(tǒng)配套I/O模板的能力；四是缺少權(quán)威的有關(guān)CompactPCI總線工控機(jī)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性文獻(xiàn)，需要培養(yǎng)更多的掌握該技術(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)人才和推廣應(yīng)用人才。
以CompactPCI總線工控機(jī)技術(shù)為核心，覆蓋CompactPCI、PXI和ATCA的新一代工控機(jī)技術(shù)注定要成為這個(gè)時(shí)代的主旋律。業(yè)界權(quán)威人士已經(jīng)預(yù)測(cè)：“第一， CompactPCI將以每年15%～20%的增長速度取代傳統(tǒng)的IPC工控機(jī)；第二，CompactPCI與嵌入式系統(tǒng)將成為未來工業(yè)控制器的兩大主流技術(shù)；第三，中國將成為CompactPCI全球最大的市場(chǎng)。”伴隨著新一代工控機(jī)技術(shù)的興起，工控機(jī)制造行業(yè)也將重新洗牌，這是不可阻擋的歷史潮流。
建國60年來，自動(dòng)化行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了創(chuàng)業(yè)、發(fā)展壯大、改革創(chuàng)新幾個(gè)階段。自動(dòng)化技術(shù)不斷提高光電子、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)制造等行業(yè)的技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，它與光電子、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的融合和創(chuàng)新，不斷創(chuàng)造和形成新的行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，同時(shí)不斷提供新的行業(yè)發(fā)展的管理戰(zhàn)略哲理。自動(dòng)控制內(nèi)容發(fā)展到對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、診斷和事故處理、生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控和設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制與連鎖保護(hù)，以及廠級(jí)管理決策與控制等；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)普遍以通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)；自動(dòng)化控制產(chǎn)品正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展；以自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國外工業(yè)過程控制的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線成為自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的第一熱點(diǎn)；可編程控制器（PLC）與工業(yè)控制系統(tǒng)（DCS）的實(shí)現(xiàn)功能越來越接近。
未來，強(qiáng)者和弱者將站在同一個(gè)起跑線上，百戈?duì)幜?，不進(jìn)則退，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。成為全球制造業(yè)大國的中國，正處于工業(yè)化的嶄新歷史起點(diǎn)上。中國工業(yè)化這艘巨輪，正沿著中國特色新型工業(yè)化的航標(biāo)，朝著工業(yè)強(qiáng)國的方向乘風(fēng)破浪，一往無前。
（轉(zhuǎn)載）
