鄔惠峰  杭電供圖

在現代化的工廠里，不同的機械臂正在協作工作，每個機械臂背后對應著一個相當于大腦的控制器（PLC）。目前看來，不同大腦操控不同手臂。但一些復雜任務要求兩個手臂協作，這時是一個大腦操控制兩個手臂，還是兩個大腦操控兩個手臂？哪個更好更快呢？

這也是未來工廠要解決的問題。為此，杭州電子科技大學教授鄔惠峰團隊正在研發以任務為中心的集成控制器，希望實現復雜邏輯、運動、圖像處理、人工智能等領域的融合應用。日前，鄔惠峰入選中國自動化產業年會公布“2021中國自動化領域年度人物”。

“如果國外斷供怎么辦？”

2006年，鄔惠峰從浙江大學博士畢業后加入杭電教授嚴義的團隊，正式走上科研路。

嚴義現任PLCopen中國區主席。PLC即可編程邏輯控制器，是一種數字運算操作的電子系統，已被廣泛應用于各種裝備和生產過程的自動化控制中。長期以來，PLC的核心技術被國外企業控制。

“PLC是工廠自動化的大腦，如果國外斷供怎么辦？”嚴義向《中國科學報》介紹了當時決定深研PLC時的心境。

鄔惠峰是PLC“中國解決方案執行者”的核心成員，負責軟件開發。他說：“國外進口的PLC及其集成開發環境（平臺軟件），我們只能用其部分功能，但更多應用需要進入PLC的核心，所以我們決定自主研發軟件，讓中國人掌握PLC的核心。”

2006～2010年，在嚴義的總體設計思路指導下，鄔惠峰負責具體實現。他回憶道：“幾乎每前進一步都是困難重重，圖形語言的編譯尤其難，進口的PLC只能看到外面，里面的架構設計要自己去思考，幸運的是我們最終攻克了這些難關。”

嚴義團隊研發的CASS平臺軟件，是中國工業軟件在PLC上的重大突破，提供了PLC的中國“芯”。

鄔惠峰介紹，CASS平臺軟件可以支持多種國產CPU構造全自主的可編程控制器，平臺支持用圖形化形式開發，并自動生成PLC程序。也就是俗稱的通過“拼圖、搭積木”自動生成控制程序代碼，這一點對工廠普通技術人員“尤其友好”。

目前，CASS平臺軟件已經推廣至國內上百家企業應用，產生經濟效益累計達數十億元以上。嚴義團隊的學科公司——義益鈦迪借助CASS平臺軟件生產的PLC產品，在國內二十余萬基站動環監控系統上成功獲得應用。

“經常下工廠做研發”

2021年，鄔惠峰領銜完成的大型復雜光學級零件注塑成型工藝與裝備的研發及產業化項目獲得浙江省科學技術進步獎一等獎。這也是他和團隊十五年磨一劍，專注做PLC研究和產業化的結果。

“現在的PLC與最初的PLC相比，內涵和外延已經大不相同。”鄔惠峰解釋道，早期的PLC是邏輯控制，現在則進入運動控制、視覺控制階段。“前人也許根本想不到現在的PLC能做出如此精密復雜的運動控制。”

鄔惠峰以注塑機為例介紹，注塑機用于生產高端塑料設備，如汽車車燈、全景天窗、顯示屏、深海探測器的視窗為代表的光學級塑料零件。不同于普通塑料產品，光學級塑料零件對耐壓、透明等技術指標要求高，進而要求生產這些零件的注塑機要完成大量復雜、連貫、精細的加工工作。

鄔惠峰團隊研發的CASS平臺軟件設計出的PLC控制器，填補了我國大型復雜光學級零件注塑成型工藝與裝備的空白。合作方泰瑞機器總工程師周宏偉感嘆道：“我們的大型注塑機裝備再也不怕外國斷供了。”

這些年來，鄔惠峰一直保持“經常下工廠做研發”的習慣。在泰瑞機器做大型注塑機研發時，鄔惠峰經常在注塑機旁一觀察就是3～5個小時。“控制器要實現的動作越來越復雜，這也對安全穩定性的要求更高。只有親自觀察，才能設計出最好的動作方案。”鄔惠峰說。

理論和實踐凝練論文

在鄔惠峰和他的團隊看來，首先是要解決實際問題，做出成功產品，為國家工業控制領域創造價值，等產品成果有所積累，將背后的理論和實踐探索凝練起來，就是一篇高質量論文。

“早些年自己可能會被認為‘不務正業’，當時主要在工廠做工業控制，論文寫得較少。這些年，我把解決實際問題背后的思考寫進了論文里，這些文章以理論突破和實際案例為基礎，受到工業領域國際權威期刊的認可。現在看來，這條路走對了。”鄔惠峰說。

由于在PLC控制器領域的突出貢獻，鄔惠峰主持了《工業互聯網基于邊緣計算的可編程邏輯控制器（PLC）》國家重大項目，負責起草了工業機器人可編程控制器軟件開發平臺程序的XML交互規范國家標準。他同時還是國際電工協會（IEC）可編程系統工作組成員，曾作為唯一的中國代表參加PLC（可編程邏輯控制）領域國際標準制定。

“可編程控制器在現在和未來的工業自動化領域均大有作為，能做的事太多了，但還有很多事還沒做。”鄔惠峰感嘆道，工業控制國產替代任重道遠，我們要在可編程控制系統國際標準制定領域為中國贏得話語權。”