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PLC行業(yè):邁向自主、網絡、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,融合微電子、計算機、現代通信技術發(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、機器人并稱為現代工業(yè)自動化三大支柱,在工業(yè)生產中應用廣泛。
全球,PLC于20世紀60年代誕生,取代傳統繼電器電路,借微處理器與軟件程序實現邏輯控制等功能,通用性、易用性、實時性、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,初期靠引進國外產品學習技術。90年代行業(yè)自律組織推廣應用,但因市場小、重系統集成輕研發(fā),技術提升慢。進入21世紀,隨著國內高新技術進步、制造業(yè)發(fā)展,PLC技術提升,下游需求增長。
PLC行業(yè)的特點
資料來源:普華有策
PLC行業(yè)通常根據PLC的輸入/輸出信號的I/O點數的差異作為劃分標準,將PLC進一步分為小型、中型和大型。大、中、小型PLC的特點及應用場景、結構特征具體如下:
PLC的分類
資料來源:普華有策
PLC的I/O點數本身并不代表顯著的技術難點,但具體應用場景的控制規(guī)模的不同會產生差異化的技術要求。具體而言,PLC的I/O點數越多,可采集、控制的現場設備越多,控制規(guī)模越大。小型PLC的I/O點數較少,主要用于直接連接伺服系統、電機等驅動執(zhí)行設備,滿足單機設備控制等I/O需求較小的場景,屬于“設備級”自動化產品,其技術要求相對較低;中大型PLC的I/O點數更多,通過模塊化互連構建遠程分布式擴展控制系統,適用于控制設備數量多、空間分布廣、控制邏輯復雜的大型工業(yè)系統或生產過程,屬于“系統級”自動化產品,其技術要求更高。
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)歷經五十多年發(fā)展,從單純邏輯控制演進為含網絡、安全、智能等功能的復雜系統,廣泛用于水電、石化、交通等關乎國家安全與經濟命脈的重要領域。長期以來,西門子等國外品牌壟斷我國PLC核心市場,攻克核心技術是破除“卡脖子”難題、助力我國向工業(yè)強國轉型的關鍵。
PLC控制系統使用周期長,國外品牌運行中的服務、維護維修依賴國外供應商,極端時或因斷供存風險。隨著我國對關鍵行業(yè)供應鏈自主可控越發(fā)重視,PLC行業(yè)已著手在關鍵元器件等方面開展國產化替代,企業(yè)近年用國產微處理器與自研嵌入式操作系統開發(fā)產品,為行業(yè)自主可控筑牢前提保障。
(2)網絡化趨勢
傳統PLC采用現場總線通信,隨著智能制造發(fā)展,現場總線無法滿足PLC控制系統新的網絡通信性能與功能需求。發(fā)展中,PLC控制系統逐漸采用工業(yè)以太網技術,高速、穩(wěn)定通信成趨勢。在前沿領域,PLC結合5G、TSN、OPCUA、MQTT等新技術與協議,為分布式、智能群體、云邊協同控制打造先進網絡結構。
(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變,PLC支持人工智能是未來智能制造變革關鍵,但現有成熟方案難滿足工程師需求。目前,人工智能在PLC的技術方案與應用場景研究、發(fā)展空間大。未來,人工智能將提升PLC智能化水平,通過基于實時生產數據優(yōu)化控制邏輯、實現程序移植、落地生成式編程等,提升用戶體驗與開發(fā)效率。
(4)信息安全趨勢
在工業(yè)化與信息化融合背景下,新興信息技術融入工業(yè)制造,推動智能制造和工業(yè)互聯網發(fā)展。工廠設備與生產數據整合,控制系統互聯互通,接口激增,工業(yè)控制系統安全風險頻發(fā)。2002-2021年,全球針對PLC等工業(yè)控制系統的網絡攻擊不斷,如2010年“震網病毒”重創(chuàng)伊朗核設施。PLC作為國家經濟命脈領域工業(yè)控制系統核心設備,其信息安全至關重要。2017年、2023年,網信辦等四部委將特定PLC列入網絡關鍵設備,足見對中大型PLC安全性的重視。整合可信計算等先進工業(yè)信息安全技術與PLC控制系統,是提升工控系統安全可信度的關鍵舉措,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)提供技術裝備的戰(zhàn)略性產業(yè),關乎產業(yè)升級與國家實力。多部門出臺政策促其發(fā)展。PLC作為工業(yè)控制核心設備,應用廣泛,其自主安全控制對中國制造向智造轉型意義重大。PLC行業(yè)是工業(yè)自動化關鍵環(huán)節(jié),行業(yè)擴張會帶動PLC行業(yè)同步增長。國家政策為工業(yè)基礎技術、高端裝備水平提升及產業(yè)鏈自主可控提供指導,營造良好政策環(huán)境。同時,進口替代與自主可控趨勢明顯。我國工業(yè)自動化起步晚,早期產品可靠性遜于國外,但經多年發(fā)展,差距縮小,借制造業(yè)升級機遇,國產品牌加快替代國外品牌。地緣政治加劇貿易摩擦,使核心部件自主可控需求迫切,為工業(yè)自動化設備進口替代帶來市場機遇。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,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需求源于傳統行業(yè)升級和新興行業(yè)自動化需求,傳統行業(yè)面臨多重高標準要求,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存量改造與增量建設,能源等行業(yè)自動化改造及國家清潔能源、水利建設政策,都為PLC帶來增量需求。2024年工信部相關指南明確國產替代方向,為國內企業(yè)提供機遇。
(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,外資品牌長期占據領先,如PLC行業(yè)中,國際廠商產品線全、解決方案成熟,憑借大量成功案例獲下游認可。國內廠商規(guī)模小,需提升技術服務、加深行業(yè)理解、積累案例口碑,才能打破品牌壁壘。產業(yè)鏈上游配套能力弱。PLC行業(yè)技術密集,需廠商自身研發(fā)制造能力強,也依賴上游基礎配套。雖基礎材料等產業(yè)有發(fā)展,但上游企業(yè)對PLC芯片等基礎元件配套能力仍薄弱,部分國內PLC企業(yè)依賴進口硬件,制約自身發(fā)展。
機遇與挑戰(zhàn)并存
資料來源:普華有策
4、PLC行業(yè)主要法律法規(guī)及產業(yè)政策
近年來,隨著國家經濟實力的快速發(fā)展和國際形勢的變化,我國對核心供應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、冶金等國家經濟命脈領域的工業(yè)控制系統的核心基礎設備,是國家強化工業(yè)基礎能力薄弱環(huán)節(jié)、提升科技自立自強水平的進程中重點發(fā)展的關鍵基礎設備。2021年以來,《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》《“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,有利于促進行業(yè)的整體發(fā)展,為國內企業(yè)打開業(yè)務增長的上升渠道。
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PLC行業(yè)細分市場調研及投資可行性分析報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數據、市場規(guī)模,產業(yè)政策/規(guī)劃、相關技術、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結構、市場集中度、重點企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅動因素、市場前景預測,投資策略、主要壁壘構成、相關風險等內容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調研項目、產業(yè)研究報告、產業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產業(yè)圖譜、產業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。(PHPOLICY:GYF)