1、定義

工業控制機（工控機）是計算機技術和自動控制技術結合的產物，是實現工業生產自動化、優質、高產、低能耗，以提高經濟效益的主要技術手段。

2、工控機的種類

工控機系統產品一般可分成下列幾類：

可編程序控制器（PLC）：按功能及規模可分為大型PLC（輸入輸出點數＞1024），中型PLC（輸入輸出點數256～1024）及小型PLC（輸入輸出點數＜256點）。

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

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

嵌入式計算機及OEM產品，包括PID調節器及控制器

機電設備數控系統（CNC，FMS，CAM）

現場總線控制系統（FCS）

3、工控機發展綜述

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

我國工控機系統的發展道路，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，并開始自己設計控制系統和裝置，然后進行消化吸收，進行二次開發和應用。也有一些廠家引進國外技術，與外商合作合資組裝生產國外產品，并逐步實現國產化。

據電子部微型機信息網估計，目前我國工控機市場規模為95~127億元，其中PLC的規模是15~17億元，DCS系統規模15~20億元，工業PC機及板卡25~30億元，嵌入式計算機（含控制器）15~20億元，機電設備數控系統35~45億元。據報道，工控機生產廠家中，生產PLC的占30.43%，DCS占17.39，FCS占8.7%，工業PC機占21.74%，其他（自動化儀表、模塊）占21.74%。

4、各種主要產品（PLCDCSIPCFCSRTU）的市場情況

4.1. PLC

PLC國內外市場概況

由于計算機網絡技術和集成電路的迅速發展，PLC向小型化、微型化和高速化發展。在應用中，PLC可與上位機聯網，也可下掛PLC，組成分布式控制系統。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。

據美國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年國內市場銷售PLC約為6.6萬套，其中國產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PLC的國內市場銷售達到15~20萬套，約25~35億元，其中進口占90%左右。上述數據表明：我國PLC市場幾乎被國外產品占領，國內PLC產品的市場占有率不足10%。（以上PLC統計數據包括小型PLC）

據專家估計，國內PLC產品的年增長率為12%，以滿足石油、化工、電力、市政等行業技改的需要，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產品的主要生產廠家

目前，全世界PLC生產廠家約200家，生產300多個品種。主要的國外生產廠家包括Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE、富士、日立、光洋等等。據電子部98年調查結果表明，國內應用Siemens產品的用戶占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生產有一定的發展，小型PLC的有些品種已批量生產，中型PLC已有產品，大型PLC也開始研制，合資企業得到發展，有的產品不僅供應國內市場，而且還有出口。國內PLC形成產品化生產的企業約30多家，年產量超過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自動化所、江蘇嘉華實業有限公司、蘇州電子計算機廠、杭州機床電器廠、遼寧無線電二廠等。國內產品的市場占有率不到10%。

從以上數據可知，國內PLC產品仍以國外產品為主，并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品為主。

技術發展趨勢

開放式的設計和網絡成為主流；PLC技術正與PC技術融合；系統控制向分散發展；容錯系統；小型化、智能化。

4.2 DCS市場

DCS國內外市場概況

據美國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%。主要的生產廠家集中在美、日、德等國。

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

DCS國內外主要生產廠家

DCS主要生產廠家集中在美、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。

國內由于我國傳統產業改造和新建工程對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，我國工業自動化儀表行業同時從國外引進技術，與外商合資組裝生產國外DCS，并逐步實現國產化，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系統已投入工業生產，大中型系統已在國家大型石化、冶金、電力等行業的百多個工程中推廣應用。

據電子部98年的調查表明：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%。調查表明：采用國產DCS產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

年生產量 80套 70套 80套 100套 50套 75套

年生產能力 150套 100套 150套 200套 150套 150套

系統結構 模件 綜合系統 分布網 分布網 綜合系統 分布網

回路數 128－400 塊結構 8－120 16－32 8－16

模擬I/O點 1224 無限 640 72/站 80

數字I/O點 1224 無限 1280 96/站 250

系統回路數 128－400 無限16點/塊 無限 3840 256

冗余系統 是 是 是 是 可選 是

操作站數 250 不固定資產 無限 10 不固定 5

點數/站 30000 》5000 無限 23000 不限 6000

趨勢顯示點 1500－3000 每區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 200/區 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 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

通用數據庫 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的主要發展趨勢

向綜合方向發展：由于標準化數據通信線路和通信網絡的發展，將各種單（多）回路調節器、PLC、工業PC、NC等工控設備構成大系統，以滿足工廠自動化要求，并適應開放化的大趨勢。

向智能化發展：由于數據庫系統、推理技能等的發展，尤其是知識庫系統和專家系統的應用，人工智能會在DCS各級實現。

工業PC化：由于IPC組成DCS成為一大趨勢，PC作為DCS的操作站或節點機已經很普遍。

專業化：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PC機市場

國內外市場概況

據美國FROST&SULLIVA公司的報告，全球工業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%。

國內自92年以來，工業PC機市場極為活躍。據電子部微電子于計算機研究中心統計，全國工業PC機的OEM產品海關統計進口95年為21億元人民幣，96年為27億元，2000年接近40億元。

主要生產廠家

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

國內的主要生產廠家有北京康拓工業電腦公司、北京四通工控、北京聯想工控、北京畫院自動化系統公司、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公司、華北工控、和利時自動化工程公司、中國航天工業總公司驪山公司等等。

據電子部98年調查表明：我國工業PC機市場以海外產品如***研華、美國INTEL為主，但國內產品也占有一定的市場份額。

現場總線控制系統市場

現場總線控制技術給控制系統體系結構帶來一場革命，將有FCS代替傳統的DCS。國家在“九五”期間為了加快現場總線技術在我國的發展，支持成立了“中國機電一體化技術應用協會現場總線專業委員會”和“中國儀器儀表協會現場總線專業委員會”以推進行業工作，同時在重慶、西安、上海三大生產基地進行技術改造，重點放在智能化儀表和現場總線技術的開發和工程化上，補充和完善工藝設備、開發裝置和測試裝置、建立智能化儀表和開發自動化系統的生產基地，形成適度規模經濟。集中力量聯合攻關解決基礎產品和基型產品等50個品種和必要的支撐軟件的開發。重點開發壓力、差壓變送器系列、溫度變送器系列、流量儀表系列、執行器和閥門定位器系列等100個以上的品種。北京康拓科技開發總公司采用兼有數字－模擬特性的HART協議，研制開發了ITT智能溫度變送器。利用ITT智能溫度變送器和其他HATT產品組成HART現場總線網絡。

4.4 RTU產品

RTU的應用情況

RTU產品主要應用電力行業的電網調度SCADA系統、變電站自動化控制，油田的自動化、輸油輸氣管網監控系統，城市供水、供氣管網監控系統。以電力行業的使用量最大。

主要的生產廠家

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等公司也開發自己的RTU產品，但他們的產品主要為自己公司的SCADA系統提供服務。

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