综  述

综合自动化技术的现状与发展趋势

（中国计算机学会工控机专业委员会，北京

 100080

）

刘

鑫

摘要：

系统阐述了自动化综合技术的核心技术的最新进展、应用状况和存

在的问题，以及今后的主要发展方向。

关键词：

自动化综合技术；工控机；现场总线；组态软件；数控系统；仪

器与测控；机器人

1  

引言

近

20

年来，我国国民经济平均每年

以

8

％左右的速度增长，为产业结构的调

整和技术进步奠定了良好的基础，但我国

经济增长的潜力还受制于产品创新和新技

术应用。高新技术改造传统产业，用信息

化带动工业化是我国经济继续腾飞的关

键。

我国经过

20

年的研究和攻关，特别

是在“九

五”计划期间，产生了大批具

有产业化前景的高技术成果和产品，内容

涉及集散控制系统、

PLC

和工控机、现场总线、组态软件、先

进控制软件、实时优化软件、过程管理与优化软件、企业管理

和生产调度系统软件、

仪器仪表与测控、

机电控制与传动控制、

管控一体化、机器人等自动化综合技术，已缩短了与国际先进

水平的差距，部分成果达到了国际先进水平，并广泛应用于国

内众多企业，产生了巨大的经济效益和社会效益。

2  

工控机与

PLC

2.1  

工控机

经过十几年的发展和两代工控工作者的努力，我国的工

控机技术已经基本与国际接轨，产品种类与产品应用已经成

型。

目前有一定规模市场占有率和发展前景的产品主要有

IPC

、

PC/104

或

PC/104-plus

、

VME/VXI

、

AT96

、

CompctPCI

以及其

它专用单板计算机（包括基于

RISC

、

DSP

和单片机的嵌入式

专用计算机）等。

虽然

IPC

在国内市场占有率很高，但经过

1997~2001

年

的鼎盛时期后，

技术上基本没有新的突破，

发展势头开始减弱。

PC/104

凭借小尺寸优势，在小型军事和医疗设备领域基

收稿日期：

2003

－

08

－

18

作者简介：

刘鑫，研究员，学科带头人，现任北京康拓科技集团研发中心

总工程师、国家工业控制机及系统工程技术研究中心副主任、中国计算机

学会工业控制计算机专业委员会常务副秘书长、中国计算机行业协会

PICMG/PRC

代主任、国家“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统

产业化”专项副总工程师。长期从事工业控制计算机及其系统技术研究和

产品研制工作，曾主持过多项国家和行业重大新产品的研制工作，多次获

得省部级科技进步奖。

本站稳了脚，

并且随着国家对医疗设备研制和生产的重视以及

投入的加大，还有进一步扩大市场的可能。

PC/104

通过

PC/104-plus

兼容

PCI

总线，向高性能应用拓展，以后主要发

展方向是

PC/104-plus

。

VME/VXI

总线借助于先入为主的优势，继续在军事设备

和大型测试系统方面占有很大的市场份额，但已经受到

CompactPCI/PXI

产品强有力

的冲击。

目前

VME/VXI

虽然

价格昂贵，

但由于在多主配置

和冗余设计等方面有先天的

竞争优势，

目前还不会在大范

围内被

CompactPCI/PXI

产品

所取代。

但如果

VME/VXI

在

系统的开放性和降低成本等

方面不能取得突破性进展，

随

着

CompactPCI/PXI

高可用性

技

术

的

成

熟

和

商

业

化

，

VME/VXI

在

国

内

市

场

最

终

被

CompactPCI/PXI

产品替代是不可避免的事情。

标准

AT96

总线工控机从

1999

年开始打入国内市场以来，

得到了迅速的发展。

它既具有

IPC

的技术优势，

又有

VME/VXI

的可靠性，将在军事装备和工业现场得到进一步应用。

CompctPCI

总线在中国计算机行业协会

PICMG/PRC

的

统一组织下，经过

5

年的不懈努力，在国内已经形成了良好的

发展势头。在工业和军事设备中正在逐渐扩大应用面，在电信

领域已经得到了广泛的应用。国内从事

CompctPCI

总线工控

机研制和生产的单位也与日俱增。随着

CompctPCI

总线冗余

设计技术、热插拔技术、自诊断技术的成熟，构造高可用性系

统的简化，

CompctPCI

总线工控机技术将得到迅速普及和广泛

应用，成为国内继

STD

总线工控机、

IPC

工控机之后最具普

及前景的新一代高性能工控机。

最近几年，

DSP

（

Digital Signal Processor

，数字信号处理

器）技术以及基于

RISC

架构的

32

位处理器的应用越来越普

及，有可能替代传统单片机，成为专用嵌入式系统的热点。

工控机今后需要解决的主要问题是新技术的采用、产业

化和建立应用示范工程。

2.2  PLC 

长期以来，

PLC

始终处于工业自动化控制领域的主战场，

为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制方案，

在

多年的生产实践中，

逐渐与

DCS

和

IPC

形成了三足鼎立之势。

究其发展主要因素，

在于它能够为自动化应用提供安全可靠和

比较完善的解决方案。但另一方面，

PLC