片材在線測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來(lái)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)

片材在線測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來(lái)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)

PLC：工控系統(tǒng)中的重要底層控制部件PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）是一種以微處理器為基礎(chǔ)，集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程，可以將控制指令隨時(shí)載入內(nèi)存進(jìn)行儲(chǔ)存與執(zhí)行。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，將其存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC于上世紀(jì)60年代末研制出應(yīng)用于汽車制造業(yè)，PLC是從摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，70年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，所以被命名為可編程邏輯控制器。PLC具有適用范圍廣、可靠性高、編程簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。PLC主要由CPU結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器、I/O單元、電源模塊、外部設(shè)備接口等部分組成。大中型PLC主要用于項(xiàng)目型市場(chǎng)，小型PLC應(yīng)用于OEM市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)大中型PLC主要應(yīng)用于項(xiàng)目型市場(chǎng)，產(chǎn)品的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)通信能力要求比較高，如汽車、冶金、電力、化工、建材等；小型PLC主要應(yīng)用于OEM市場(chǎng)，如紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、起重機(jī)械、食品機(jī)械等器械設(shè)備。中國(guó)PLC市場(chǎng)主要由外資品牌主導(dǎo)。歐美品牌主要以西門子、羅克韋爾、施耐德、GE為代表。西門子在中國(guó)市場(chǎng)占而有率44%，占據(jù)領(lǐng)先的市場(chǎng)地位，其大型、中型、小型PLC產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性等性能較為良好，在大型、中型PLC市場(chǎng)中具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，羅克韋爾排名第四，市占率為5%，但是其在大型PLC產(chǎn)品是絕對(duì)的龍頭；日韓品牌主要以三菱、歐姆龍、LG為代表。主要依靠較高的性價(jià)比和渠道優(yōu)勢(shì)占據(jù)一定的市場(chǎng)份額，其中以三菱和歐姆龍為代表的日本PLC在小型控制系統(tǒng)等細(xì)分領(lǐng)域中應(yīng)用較多；本土品牌市占率僅11%，主要以信捷電氣、匯川技術(shù)、麥格米特、和利時(shí)為代表，市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，目前本土品牌主要以提供小型PLC產(chǎn)品為主。DCS：是流程工業(yè)控制系統(tǒng)的核心DCS（DistributedControlSystem，集散控制系統(tǒng)）是以微處理器為基礎(chǔ)，采用分散控制、集中顯示、分而自治、綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。DCS采用集中監(jiān)控的方式協(xié)調(diào)本地控制器以執(zhí)行整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，將各個(gè)分站進(jìn)行數(shù)據(jù)交流和整合，完成滿足客戶需求的控制。DCS是流程工業(yè)控制系統(tǒng)的核心，它采用控制分散、管理集中的設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，主要應(yīng)用于基于物理和化學(xué)變化生產(chǎn)、加工過(guò)程屬于連續(xù)系統(tǒng)的流程工業(yè)領(lǐng)域。DCS由輸入輸出模塊、通信模塊、控制器和人機(jī)界面組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)視功能。DCS主要由三站一線組成：工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。工程師站對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)。操作員站處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS的核心，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制（DDC）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是連接系統(tǒng)各個(gè)站的橋梁，由于DCS是由各種不同功能的站組成的，這些站之間必須實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總體的功能。2020年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模約169億美元。根據(jù)ReportLinker數(shù)據(jù)顯示，2020年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模約為169億美元，預(yù)計(jì)到2027年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到215億美元，年復(fù)合增速約為3．5%。2020年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模約87億人民幣。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2019年度國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)規(guī)模為87．4億元，同比增長(zhǎng)7．2%。2020年受到新冠疫情影響，項(xiàng)目建設(shè)有所延緩，預(yù)計(jì)DCS市場(chǎng)或?qū)⒊霈F(xiàn)下滑。但隨著工業(yè)復(fù)制化持續(xù)提升，DCS的運(yùn)用將逐步開始向高端、大型、聯(lián)合控制和注重后續(xù)維護(hù)的方向發(fā)展，預(yù)計(jì)DCS市場(chǎng)仍會(huì)保持5-6%的平均年增長(zhǎng)率。DCS應(yīng)用行業(yè)眾多，化工、石化和電力是最大領(lǐng)域。從下游應(yīng)用行業(yè)來(lái)看，化工、石化和電力三大行業(yè)占據(jù)80．7%的市場(chǎng)。2019年化工行業(yè)依然為第一大市場(chǎng)，規(guī)模達(dá)到32．3億元，同比增長(zhǎng)17．4%；石化行業(yè)規(guī)模達(dá)到17億元，同比增長(zhǎng)14．3%；電力行業(yè)規(guī)模為21．3億元，同比下降4．6%。中控技術(shù)市占率近三成，位列行業(yè)第一。本土品牌：以中控技術(shù)、和利時(shí)為主，市場(chǎng)份額分別分別占比27%與15%；外資品牌：主要以歐美系的艾默生、霍尼韋爾、西門子、ABB，和日系品牌橫河電機(jī)為主，市場(chǎng)份額分別占比16%、10%、6%、7%、6%；化工領(lǐng)域主要以中控技術(shù)、和利時(shí)、霍尼韋爾、橫河電機(jī)為主；電力領(lǐng)域主要以ABB、艾默生、和利時(shí)、西門子為主；石化領(lǐng)域主要以中控技術(shù)、霍尼韋爾、艾默生、橫河電機(jī)為主。過(guò)程控制產(chǎn)業(yè)鏈分析順序控制是指按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作，如物料輸送中搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制、包裝生產(chǎn)線的控制、交通信號(hào)燈的控制等，控制程序較簡(jiǎn)單。相較于順序控制，過(guò)程控制被控對(duì)象的被控參數(shù)的影響因素較多，且往往相互影響，控制邏輯復(fù)雜、難度大。過(guò)程控制行業(yè)基本概念過(guò)程控制在工業(yè)領(lǐng)域是指以厚度、水分、成分、溫度和壓力等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制，是計(jì)算機(jī)及時(shí)地采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)算法得出最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，也被稱為實(shí)時(shí)控制。過(guò)程控制是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗及成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段。工控系統(tǒng)主要包括PLC、DCS和SCADA三大類工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS，Industrialcontrolsystem）是各式各樣控制系統(tǒng)類型的總稱，是由各種自動(dòng)化控制組件以及對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)的過(guò)程控制組件，共同構(gòu)成的確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化運(yùn)行、過(guò)程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)。工業(yè)軟件分為嵌入式軟件（工業(yè)通信、汽車電子等）、研發(fā)設(shè)計(jì)類（CAX、PLM等）、生產(chǎn)制造類（MES、DCS等）、信息管理類（ERP、CRM等）。而生產(chǎn)制造類軟件主要包括：生產(chǎn)控制類（PLC/DCS/SCADA）和制造執(zhí)行類（MES）。工業(yè)控制系統(tǒng)涵蓋了多種類型的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）。在ISA-95企業(yè)管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成的五層系統(tǒng)中，PLC屬于Level1，而DCS屬于Level1和Level2，而SCADA則屬于Level2。DCS與SCADA是一種控制系統(tǒng)，PLC只是一種控制裝置。在工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，PLC作為重要的底層控制部件，通常應(yīng)用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的具體操作與工藝控制，PLC控制系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)。DCS與SCADA側(cè)重點(diǎn)不同。SCADA側(cè)重于各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，SCADA主要用于控制點(diǎn)分散，比如天然氣的長(zhǎng)輸管道、電力調(diào)度系統(tǒng)等等。DCS側(cè)重于分散控制，也兼具了SCADA的功能?；旧?，在一些生產(chǎn)企業(yè)會(huì)包含3種系統(tǒng)，SCADA作為生產(chǎn)管理級(jí)上位監(jiān)控，DCS實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制，而PLC實(shí)現(xiàn)單機(jī)及簡(jiǎn)單控制。過(guò)程控制行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)（一）過(guò)程控制行業(yè)產(chǎn)品形態(tài)從單一系統(tǒng)向整體解決方案轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)模式下，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)提供商專注于提供專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備，自動(dòng)控制系統(tǒng)提供商專注于對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成和控制。隨著全球工業(yè)和制造業(yè)正向著一體化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展，對(duì)檢測(cè)、控制設(shè)備等均出現(xiàn)更精細(xì)化、專業(yè)化的要求，對(duì)自動(dòng)化的需求上也將從單一系統(tǒng)轉(zhuǎn)向整體解決方案。面對(duì)下游行業(yè)對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)品的需求，過(guò)程控制企業(yè)在設(shè)備生產(chǎn)和發(fā)展上更加關(guān)注下游行業(yè)的生產(chǎn)場(chǎng)景，由原有的僅提供專業(yè)檢測(cè)設(shè)備或控制集成服務(wù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁z測(cè)、控制一體的解決方案。（二）過(guò)程控制行業(yè)趨勢(shì)日趨明顯相較于歐美、日本等國(guó)家，我國(guó)過(guò)程控制產(chǎn)業(yè)起步較晚，國(guó)外知名廠商占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要份額。近年來(lái)，我國(guó)本土工業(yè)自動(dòng)化品牌快速發(fā)展。相較于國(guó)外企業(yè)，本土企業(yè)在服務(wù)和產(chǎn)品價(jià)格上具備明顯優(yōu)勢(shì)。服務(wù)方面，本土企業(yè)貼近下游用戶，對(duì)客戶的需求和現(xiàn)狀有充分了解，能夠快速響應(yīng)客戶需求，提供全面且有保障的后期服務(wù)；價(jià)格方面，國(guó)內(nèi)品牌具備成本優(yōu)勢(shì)，更加適合國(guó)內(nèi)中小企業(yè)快速發(fā)展的節(jié)奏，滿足其低成本自動(dòng)化改造需求。根據(jù)工控網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2016-2020年工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)本土品牌市場(chǎng)份額也由2016年的35．2%提升至2020年的40．8%，本土企業(yè)市占率增幅明顯。目前，我國(guó)過(guò)程控制行業(yè)仍有廣闊的空間，未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，行業(yè)內(nèi)趨勢(shì)不斷強(qiáng)化。過(guò)程控制行業(yè)下游及終端市場(chǎng)情況分析隨著碳中和成為全球各國(guó)的共識(shí)，新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。新能源電池作為新能源產(chǎn)業(yè)重要組成部分，是各國(guó)大力發(fā)展的新興領(lǐng)域。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。在手機(jī)、新能源汽車等下游行業(yè)對(duì)鋰電池的能量密度、壽命、安全等技術(shù)指標(biāo)不斷提升的背景下，鋰電池生產(chǎn)廠商對(duì)于自動(dòng)化檢測(cè)和控制系統(tǒng)需求不斷提升。鋰電池極片與隔膜的厚度不標(biāo)準(zhǔn)、涂布不均勻、外表面缺陷、內(nèi)部缺陷等將直接影響鋰電池的性能。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，鋰電池可分為動(dòng)力鋰電池、消費(fèi)鋰電池和儲(chǔ)能鋰電池等，其中動(dòng)力鋰電池是占比最大的細(xì)分領(lǐng)域。受益于國(guó)家對(duì)新能源汽車的扶持和終端用戶的接受度不斷提高，我國(guó)新能源汽車滲透率不斷提升，有效拉動(dòng)對(duì)動(dòng)力鋰電池的需求，將成為鋰電行業(yè)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球鋰電池出貨量為601GWh。未來(lái)隨著新能源汽車滲透率的不斷提升及儲(chǔ)能其他下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)2025年全球鋰電池出貨量將達(dá)到4，100GWh，2021-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到61．61%。光伏膠膜和光伏背板膜方面，根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)量為48．2GW，2013-2020年間復(fù)合增長(zhǎng)率為23．66%；在多國(guó)碳中和目標(biāo)、清潔能源轉(zhuǎn)型及綠色復(fù)蘇的推動(dòng)下，樂觀預(yù)計(jì)2022-2025年，全球光伏新增裝機(jī)將達(dá)到240GW-330GW。薄膜的種類較多，除了光伏膜材外，包裝膜、衛(wèi)生膜、鋁塑復(fù)合膜等其他膜材也存在廣泛的市場(chǎng)需求。根據(jù)對(duì)薄膜市場(chǎng)需求調(diào)研，薄膜生產(chǎn)線所必備的模具年出貨量約為3，000套，1套模具對(duì)應(yīng)1條薄膜生產(chǎn)線，所配套的薄膜厚度在線測(cè)控系統(tǒng)和表面瑕疵檢測(cè)系統(tǒng)各1套，據(jù)此推算1條薄膜產(chǎn)線厚度在線測(cè)控系統(tǒng)和表面瑕疵檢測(cè)系統(tǒng)投資需求合計(jì)為40萬(wàn)元。2021年-2025年，其他膜材市場(chǎng)容量各年均為12億元。近年來(lái)，無(wú)紡布行業(yè)在中國(guó)發(fā)展迅猛，我國(guó)已成為全球最大的無(wú)紡布生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó)。2020年，疫情帶動(dòng)了口罩、防護(hù)服、消毒濕巾等衛(wèi)生用品的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)無(wú)紡布市場(chǎng)迅速擴(kuò)大。根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020年高達(dá)878．8萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)35．9%。新冠疫情短期內(nèi)催化無(wú)紡布需求。從長(zhǎng)期看，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)人均無(wú)紡布消費(fèi)量處于較低水平。中國(guó)一次性防護(hù)用無(wú)紡布產(chǎn)品使用比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，隨著消費(fèi)者健康衛(wèi)生意識(shí)增強(qiáng)，生活習(xí)慣逐漸改變，個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理及清潔擦拭無(wú)紡布制品整體市場(chǎng)需求還將進(jìn)一步擴(kuò)大，長(zhǎng)期來(lái)看醫(yī)用無(wú)紡布消費(fèi)量有望持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)是傳統(tǒng)造紙大國(guó)。改革開放以來(lái)，通過(guò)引進(jìn)技術(shù)裝備與國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新相結(jié)合，我國(guó)造紙行業(yè)從早期的產(chǎn)能分散、工藝粗放式生產(chǎn)向集約型發(fā)展模式的過(guò)渡。部分國(guó)內(nèi)優(yōu)秀造紙企業(yè)已完成由傳統(tǒng)造紙業(yè)向現(xiàn)代造紙業(yè)的轉(zhuǎn)變，步入世界先進(jìn)造紙企業(yè)行列。目前，中國(guó)已成為全球紙品產(chǎn)銷大國(guó)，造紙總產(chǎn)量和消費(fèi)量已經(jīng)躍居世界首位。根據(jù)中國(guó)造紙協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)紙及紙板生產(chǎn)量達(dá)到12，105萬(wàn)噸，創(chuàng)下歷史新高。根據(jù)中國(guó)造紙行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《造紙行業(yè)十四五及中長(zhǎng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要》，2025年和2030年全國(guó)紙及紙板總產(chǎn)量目標(biāo)分別為1．4億噸和1．7億噸。2021年-2025年和2025年-2030年，全國(guó)紙及紙板總產(chǎn)量的復(fù)合增長(zhǎng)率分別為3．70%和3．96%；同時(shí)提出主動(dòng)淘汰落后產(chǎn)能，關(guān)閉排放不達(dá)標(biāo)、能耗水平相對(duì)落后、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力弱的生產(chǎn)設(shè)施，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)產(chǎn)能進(jìn)行優(yōu)化提升。未來(lái)，紙及紙板總量持續(xù)上升，疊加落后產(chǎn)能淘汰擠出新增產(chǎn)能。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)造紙