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PLC行業(yè):邁向自主、網(wǎng)絡(luò)、智能、安全新時代
1、PLC行業(yè)的基本情況
可編程邏輯控制器(PLC)基于繼電器控制技術(shù),融合微電子、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展而成,是工業(yè)3.0時代典型工業(yè)自動控制裝置,與CAD/CAM、機(jī)器人并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
全球,PLC于20世紀(jì)60年代誕生,取代傳統(tǒng)繼電器電路,借微處理器與軟件程序?qū)崿F(xiàn)邏輯控制等功能,通用性、易用性、實(shí)時性、可靠性高,適配各類工業(yè)場景。中國PLC行業(yè)起步于70年代,初期靠引進(jìn)國外產(chǎn)品學(xué)習(xí)技術(shù)。90年代行業(yè)自律組織推廣應(yīng)用,但因市場小、重系統(tǒng)集成輕研發(fā),技術(shù)提升慢。進(jìn)入21世紀(jì),隨著國內(nèi)高新技術(shù)進(jìn)步、制造業(yè)發(fā)展,PLC技術(shù)提升,下游需求增長。
PLC行業(yè)的特點(diǎn)
資料來源:普華有策
PLC行業(yè)通常根據(jù)PLC的輸入/輸出信號的I/O點(diǎn)數(shù)的差異作為劃分標(biāo)準(zhǔn),將PLC進(jìn)一步分為小型、中型和大型。大、中、小型PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用場景、結(jié)構(gòu)特征具體如下:
PLC的分類
資料來源:普華有策
PLC的I/O點(diǎn)數(shù)本身并不代表顯著的技術(shù)難點(diǎn),但具體應(yīng)用場景的控制規(guī)模的不同會產(chǎn)生差異化的技術(shù)要求。具體而言,PLC的I/O點(diǎn)數(shù)越多,可采集、控制的現(xiàn)場設(shè)備越多,控制規(guī)模越大。小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)較少,主要用于直接連接伺服系統(tǒng)、電機(jī)等驅(qū)動執(zhí)行設(shè)備,滿足單機(jī)設(shè)備控制等I/O需求較小的場景,屬于“設(shè)備級”自動化產(chǎn)品,其技術(shù)要求相對較低;中大型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)更多,通過模塊化互連構(gòu)建遠(yuǎn)程分布式擴(kuò)展控制系統(tǒng),適用于控制設(shè)備數(shù)量多、空間分布廣、控制邏輯復(fù)雜的大型工業(yè)系統(tǒng)或生產(chǎn)過程,屬于“系統(tǒng)級”自動化產(chǎn)品,其技術(shù)要求更高。
2、PLC行業(yè)的未來發(fā)展趨勢
(1)自主可控趨勢
可編程邏輯控制器(PLC)歷經(jīng)五十多年發(fā)展,從單純邏輯控制演進(jìn)為含網(wǎng)絡(luò)、安全、智能等功能的復(fù)雜系統(tǒng),廣泛用于水電、石化、交通等關(guān)乎國家安全與經(jīng)濟(jì)命脈的重要領(lǐng)域。長期以來,西門子等國外品牌壟斷我國PLC核心市場,攻克核心技術(shù)是破除“卡脖子”難題、助力我國向工業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
PLC控制系統(tǒng)使用周期長,國外品牌運(yùn)行中的服務(wù)、維護(hù)維修依賴國外供應(yīng)商,極端時或因斷供存風(fēng)險。隨著我國對關(guān)鍵行業(yè)供應(yīng)鏈自主可控越發(fā)重視,PLC行業(yè)已著手在關(guān)鍵元器件等方面開展國產(chǎn)化替代,企業(yè)近年用國產(chǎn)微處理器與自研嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)品,為行業(yè)自主可控筑牢前提保障。
(2)網(wǎng)絡(luò)化趨勢
傳統(tǒng)PLC采用現(xiàn)場總線通信,隨著智能制造發(fā)展,現(xiàn)場總線無法滿足PLC控制系統(tǒng)新的網(wǎng)絡(luò)通信性能與功能需求。發(fā)展中,PLC控制系統(tǒng)逐漸采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),高速、穩(wěn)定通信成趨勢。在前沿領(lǐng)域,PLC結(jié)合5G、TSN、OPCUA、MQTT等新技術(shù)與協(xié)議,為分布式、智能群體、云邊協(xié)同控制打造先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(3)智能化趨勢
近年來人工智能爆發(fā)式發(fā)展,模型從判別式向生成式轉(zhuǎn)變,PLC支持人工智能是未來智能制造變革關(guān)鍵,但現(xiàn)有成熟方案難滿足工程師需求。目前,人工智能在PLC的技術(shù)方案與應(yīng)用場景研究、發(fā)展空間大。未來,人工智能將提升PLC智能化水平,通過基于實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化控制邏輯、實(shí)現(xiàn)程序移植、落地生成式編程等,提升用戶體驗(yàn)與開發(fā)效率。
(4)信息安全趨勢
在工業(yè)化與信息化融合背景下,新興信息技術(shù)融入工業(yè)制造,推動智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。工廠設(shè)備與生產(chǎn)數(shù)據(jù)整合,控制系統(tǒng)互聯(lián)互通,接口激增,工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險頻發(fā)。2002-2021年,全球針對PLC等工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊不斷,如2010年“震網(wǎng)病毒”重創(chuàng)伊朗核設(shè)施。PLC作為國家經(jīng)濟(jì)命脈領(lǐng)域工業(yè)控制系統(tǒng)核心設(shè)備,其信息安全至關(guān)重要。2017年、2023年,網(wǎng)信辦等四部委將特定PLC列入網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備,足見對中大型PLC安全性的重視。整合可信計(jì)算等先進(jìn)工業(yè)信息安全技術(shù)與PLC控制系統(tǒng),是提升工控系統(tǒng)安全可信度的關(guān)鍵舉措,也是PLC行業(yè)發(fā)展趨勢。
3、行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
(1)行業(yè)發(fā)展利好因素
國家大力支持工業(yè)自動化行業(yè),它是為各行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),關(guān)乎產(chǎn)業(yè)升級與國家實(shí)力。多部門出臺政策促其發(fā)展。PLC作為工業(yè)控制核心設(shè)備,應(yīng)用廣泛,其自主安全控制對中國制造向智造轉(zhuǎn)型意義重大。PLC行業(yè)是工業(yè)自動化關(guān)鍵環(huán)節(jié),行業(yè)擴(kuò)張會帶動PLC行業(yè)同步增長。國家政策為工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)、高端裝備水平提升及產(chǎn)業(yè)鏈自主可控提供指導(dǎo),營造良好政策環(huán)境。同時,進(jìn)口替代與自主可控趨勢明顯。我國工業(yè)自動化起步晚,早期產(chǎn)品可靠性遜于國外,但經(jīng)多年發(fā)展,差距縮小,借制造業(yè)升級機(jī)遇,國產(chǎn)品牌加快替代國外品牌。地緣政治加劇貿(mào)易摩擦,使核心部件自主可控需求迫切,為工業(yè)自動化設(shè)備進(jìn)口替代帶來市場機(jī)遇。下游行業(yè)發(fā)展也拉動PLC需求。隨著“智能制造”等戰(zhàn)略推進(jìn),工業(yè)自動化改造加快,PLC作為自動化控制核心部件,需求有望持續(xù)上升。小型PLC需求源于傳統(tǒng)行業(yè)升級和新興行業(yè)自動化需求,傳統(tǒng)行業(yè)面臨多重高標(biāo)準(zhǔn)要求,新興行業(yè)工業(yè)控制自動化需求大,均刺激PLC市場增長。中大型PLC需求來自大型自動化系統(tǒng)存量改造與增量建設(shè),能源等行業(yè)自動化改造及國家清潔能源、水利建設(shè)政策,都為PLC帶來增量需求。2024年工信部相關(guān)指南明確國產(chǎn)替代方向,為國內(nèi)企業(yè)提供機(jī)遇。
(2)行業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)
國際廠商存在品牌壁壘。我國工業(yè)自動化起步晚,外資品牌長期占據(jù)領(lǐng)先,如PLC行業(yè)中,國際廠商產(chǎn)品線全、解決方案成熟,憑借大量成功案例獲下游認(rèn)可。國內(nèi)廠商規(guī)模小,需提升技術(shù)服務(wù)、加深行業(yè)理解、積累案例口碑,才能打破品牌壁壘。產(chǎn)業(yè)鏈上游配套能力弱。PLC行業(yè)技術(shù)密集,需廠商自身研發(fā)制造能力強(qiáng),也依賴上游基礎(chǔ)配套。雖基礎(chǔ)材料等產(chǎn)業(yè)有發(fā)展,但上游企業(yè)對PLC芯片等基礎(chǔ)元件配套能力仍薄弱,部分國內(nèi)PLC企業(yè)依賴進(jìn)口硬件,制約自身發(fā)展。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
資料來源:普華有策
4、PLC行業(yè)主要法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策
近年來,隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速發(fā)展和國際形勢的變化,我國對核心供應(yīng)鏈的自主可控水平的重視程度不斷提高。PLC是電力、石化、化工、軌交、船舶、冶金等國家經(jīng)濟(jì)命脈領(lǐng)域的工業(yè)控制系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)備,是國家強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力薄弱環(huán)節(jié)、提升科技自立自強(qiáng)水平的進(jìn)程中重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備。2021年以來,《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等“十四五”時期發(fā)展規(guī)劃均將PLC列為支持發(fā)展的工業(yè)控制裝備,有利于促進(jìn)行業(yè)的整體發(fā)展,為國內(nèi)企業(yè)打開業(yè)務(wù)增長的上升渠道。
PLC行業(yè)主要法律法規(guī)及政策
資料來源:普華有策
《2025-2031年P(guān)LC行業(yè)細(xì)分市場調(diào)研及投資可行性分析報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測,投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評價報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。(PHPOLICY:GYF)