不久前，2022中国自动化产业年会公布“2021中国自动化领域年度人物”（九人）“2021中国自动化领域年度团队”（六个团队）等榜单。天问一号火星着陆控制技术团队—北京控制工程研究所等团队和个人当选。来自杭州电子科技大学的邬惠峰教授，当选“年度人物”。
一向低调的邬惠峰教授，对获奖有些“懵”。但在自动化领域业界人士看来，邬惠峰的获奖“顺理成章”。而事实上，邬惠峰是杭州电子科技大学计算机学院教授，凭借自动化领域的成就获硬核奖，也从中透视出他涉猎领域的“交叉性”。
十五年磨一剑，
做可编程控制器“国产替代”
2006年从浙大博士毕业，加入杭电，邬惠峰遇到了“一位工业控制领域大佬”——严义教授。严义教授，现为PLCopen中国区主席。而严义一辈子研究PLC的选择，深深的影响了邬惠峰，他成为邬惠峰在科研和事业上的“引路人”。
PLC,英文全称为Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统。控制器在现在生活中无处不在，大到航空航海，小到洗衣机电冰箱，比如红绿灯，背后就是实现南北灯和东西灯交替开关的控制器。控制器，一般里面有CPU，接收传感器信号，做出判断，输出指令，进行具体动作。现代工业中，大量使用可编程控制器实现具体动作的控制。
目前，PLC已被广泛应用于各种装备和生产过程的自动化控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置。PLC和机器人，CAD/CAM（工业设计和制造软件）被公认为现代工业自动化的三大支柱。
只要有现代工厂的地方，就必然有PLC，是名副其实的机器各种动作背后的“大脑”。而长期以来，PLC核心市场就控制在西门子、罗克韦尔、三菱电机等国外品牌手里。国内厂家，一般是买外国的PLC。“虽然大家用起来很便利，但是核心技术掌握在外国人手里，PLC是工厂自动化的大脑，如果外国人断供怎么办？”严义告诉了记者“当时决定深研PLC时的心境”。
加入了严义教授研发团队的邬惠峰，成为PLC“中国解决方案执行者”的核心成员。“外国卖给中国人的PLC及其集成开发环境（平台软件），我们只能用其部分功能，核心底层的东西我们不得其门而入。我们则是选择了另一条路，进入PLC的核心。”邬惠峰说。
团队决定“做PLC平台软件”，也就是说这个软件能让中国人自主掌握PLC的核心。邬惠峰负责软件开发。“从2006年到2010年，在严义教授的总体设计思路下，我负责具体实现，几乎每一步前进都是困难重重，图形语言的编译尤其难，看西方国家的PLC，只能看看外面的东西，里面的架构设计，靠自己去想，想出自己的办法，好在最终都实现了。”邬惠峰说。
团队研发的CASS平台软件，是中国工业软件在PLC上的重大突破。CASS，英文名为Computer Assisted Safety System 。这个平台软件，可以支持多种国产CPU构造全自主的可编程控制器。平台支持用图形化形式开发，并自动生成PLC程序。也就说俗称的通过“拼图、搭积木”自动生成控制程序代码，这一点对工厂普通技术人员“尤其友好”。
一般情况下，是买进口PLC，价格也不贵。“可是如果外国人断供怎么办？难道中国工厂的自动化控制就停了吗？所以PLC平台软件，就是为万一情况下的断供准备的。”严义教授表示。
目前，CASS平台软件，已经推广至国内上百家企业应用，产生经济效益累计达数十亿元以上。特别是在团队学科公司——义益钛迪上，做出的大量PLC产品，在中国铁塔、三大运营商、民营铁塔等的二十余万基站动环监控系统上“获得成功应用”，“拿出了PLC中国‘芯’”。
论文写在工厂，
可编程控制器必 “大有作为”
2021年，邬惠峰凭借“大型复杂光学级零件注塑成型工艺与装备的研发及产业化”，获得“浙江省科学技术进步奖一等奖”。事实上，这是邬惠峰“十五年磨一剑，专注做PLC研究和产业化”结出的果实。
“现在的PLC，和一开始出现时的PLC，内涵和外延已经大不相同了，开始时是逻辑控制，现在则进入运动控制、视觉控制阶段。50多年前的PLC，根本没想到现在能做出如此精密复杂的运动控制。”邬惠峰说。
在泰瑞机器的工厂车间里，邬惠峰一边和技术人员研究“注塑机加工动作优化”，一边间歇地回答记者问题。“注塑机，是生产高端塑料设备的，汽车车灯、全景天窗、显示屏、深海探测器的视窗为代表的光学级塑料零件，要实现类似玻璃的效果，不同于普通塑料产品，耐压、透明等技术指标要求高，生产这些光学级零件的注塑机，其机械装置要做出大量复杂、连贯、精细的加工工作。我们的CASS平台软件，设计出的PLC控制器，可以实现各种动作控制功能。以这些核心技术做成的大型复杂光学级零件注塑机，得到产学研企业合作方的高度认可，产生了很大的经济效益。”邬惠峰说。
这项成果，填补了我国大型复杂光学级零件注塑成型工艺与装备的空白，完全实现了替代进口。用泰瑞机器总工程师周宏伟的说法就是“大型注塑机装备不怕外国断供了”。
“出道”以来的十五年，邬惠峰一直保持“经常下工厂做研发”的习惯。做大型注塑机研发，邬惠峰经常在注塑机旁一观察就是3-5个小时。“控制器要实现的动作，是越来越复杂了，安全稳定性要求更高，只有亲自观察动作，才能设计好最好的动作方案。”邬惠峰说。
早年，邬惠峰并非“论文大户”。受严义教授影响很大，邬惠峰一直致力于为工厂自动化控制装备提供解决方案。“以解决实际问题”为第一目标。在他看来，比如为民族企业研发大型注塑机做出了“国产替代”，“就是写出了一篇高质量论文”。
在邬惠峰和他的团队看来，首先是要解决实际问题，做出成功产品，为国家工业控制领域创造价值，等产品成果有所积累，将背后的理论和实践探索凝练起来，“就是一篇高质量论文”。“论文写在工业控制现场”的邬惠峰，早年论文并不多，然而近年来却迎来论文井喷。
针对数控领域复杂多变的运动控制要求，他提出了融合用户定制、构件合成、即时编译的三层开发架构并给出了完整的数学定义和运行模型，研究成果A Customized Real-time Compilation for Motion Control in Embedded PLCs发表于一区TOP期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics；此后又在此基础上开展了更为复杂的运动和视觉融合场景的控制方法研究，提出了用于视觉伺服的多层可定制框架，相关成果VCA Protocol-based Multi-level Flexible Architecture on Embedded PLCs for Visual Servo Control发表于一区TOP期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics；以嵌入式PLC作为边缘节点，提供边云协同的边缘数据处理架构和知识驱动的数据处理方法，解决边缘实时数据处理和性能优化，提高数据有效性和可靠性，相关成果A Data Stream Cleaning System Using Edge Intelligence for Smart City Industrial Environments、FADA：A Fog Architecture and Ontology for Data Acquisition、Dynamic Edge Access System in IoT Environment等均发表于SCI 一区TOP期刊上。
“早些年可能会被认为‘不务正业’，论文写的较少，当时主要在为工厂做工业控制，这些年，我把解决实际问题背后的思考，越来越多的写进了论文，论文以理论突破和实际案例为基础，受到工业领域国际权威期刊的认可，现在看来，这条路走对了。”邬惠峰说。
“PLC，曾经被认为很过时，但新工业革命到来，PLC的研究和应用，进入新的阶段，它现在有复杂逻辑、运动、图像处理、人工智能等相融合的应用，这是未来PLC发展的一个重要趋势。”邬惠峰打了个比方，现在工厂里，往往有不同机械臂工作，大家要协作，但一个机械臂背后是一个控制器，相当于一个大脑。也就是说不同大脑，操控不同手臂。但一些复杂任务要求两个手臂要协作，就像双手绣花。一个大脑操控两个手臂绣花，还是不同大脑操控两个手臂绣花，哪个更好更快呢？我们现在要干的事，就是以任务为中心的集成控制器研发问题。这是面向未来工厂要解决的问题。
由于在PLC控制器领域的突出贡献，邬惠峰主持了《工业互联网基于边缘计算的可编程逻辑控制器（PLC）》国家重大项目，负责起草了工业机器人可编程控制器软件开发平台程序的XML交互规范国家标准。他同时还是国际电工协会（IEC）可编程系统（TC65/SC65B/WG7）工作组成员，曾作为唯一的中国代表参加PLC（可编程逻辑控制）领域国际标准制定。
“可编程控制器在现代工业自动化领域，现在和未来都必然是大有作为，能做的事太多了，还有很多事还没做，工业控制国产替代，是神圣使命，我们也要在可编程控制系统国际标准制定领域为中国赢得话语权，责任重大。”邬惠峰感叹道。 （程振伟 戴英）
