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摘要底部需求承壓,靜候周期拐點(diǎn)順周期:工控是典型的順周期行業(yè),工控及自動(dòng)化行業(yè)股價(jià)趨勢(shì)與庫(kù)存周期相匹配,工業(yè)企業(yè)庫(kù)存周期平均運(yùn)行42個(gè)月左右,本輪周期已經(jīng)運(yùn)行37個(gè)月,下行14個(gè)月。趨勢(shì)1:行業(yè)有望充分受益于需求“量”的周期回暖和需求“質(zhì)”的自動(dòng)化加速、數(shù)字化升級(jí),根據(jù)MIR數(shù)據(jù),2025年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)3107.51億;根據(jù)Frost
&
Sullivan數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2025年全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模到將5436.6億美元趨勢(shì)2:國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品在產(chǎn)品適應(yīng)性、技術(shù)服務(wù)、性價(jià)比等方面逐步顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)企業(yè)整體市場(chǎng)份額不斷提升,2023Q1低壓變頻器/伺服/大PLC/小PLC國(guó)產(chǎn)份額分別達(dá)到38.2
/51.3
/5.5
/36.1
。PLC:小型PLC競(jìng)爭(zhēng)激烈,中大型PLC壁壘更高中小型PLC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)分散,國(guó)產(chǎn)中大型PLC缺乏競(jìng)爭(zhēng)力:2021年Top2占據(jù)了我國(guó)小型PLC市場(chǎng)約49
的份額,匯川和信捷排名升至5/6位,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)提升;中大型PLC市場(chǎng),Top3占據(jù)72
的市場(chǎng)份額,中國(guó)企業(yè)在中大型PLC市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力不足。億渡數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)2026年中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至193.03億元,
2022-2026年期間CAGR為4.65
。變頻器:低壓市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代,高壓市場(chǎng)外資主導(dǎo)高壓變頻器市場(chǎng)目前由外資企業(yè)主導(dǎo),短期價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)仍為主要手段,價(jià)格延續(xù)下滑趨勢(shì),未來(lái)市場(chǎng)將是一個(gè)品牌集中度較高、競(jìng)爭(zhēng)更有序的市場(chǎng);低壓變頻器隨著國(guó)產(chǎn)品牌定制化能力以及產(chǎn)品研發(fā)制造實(shí)力的提升,國(guó)產(chǎn)份額持續(xù)擴(kuò)大。前瞻研究院預(yù)計(jì)2027年變頻器市場(chǎng)規(guī)?;?qū)⑼黄?00億元,2022-2027年期間CAGR≈7.44
。伺服系統(tǒng):外資品牌主導(dǎo),頭部效應(yīng)顯著通用伺服仍以外資為主,專用伺服國(guó)產(chǎn)化較高:根據(jù)MIR預(yù)測(cè),我國(guó)通用/專用伺服市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2025年達(dá)219/60億元。伺服電機(jī):未來(lái)向一體化、集成化方向發(fā)展,效能進(jìn)一步提升,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快;根據(jù)前瞻研究院測(cè)算,2026年中國(guó)伺服電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到225億元左右;根據(jù)Grand
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Research測(cè)算,全球伺服電機(jī)市場(chǎng)2026年有望達(dá)到77億美元。伺服驅(qū)動(dòng):驅(qū)動(dòng)器成本占伺服系統(tǒng)約42
,根據(jù)共研網(wǎng)預(yù)測(cè),我國(guó)伺服驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2023年達(dá)110億元。風(fēng)險(xiǎn)提示:宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、原材料價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、新產(chǎn)品和技術(shù)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。21. 工控行業(yè):底部需求承壓,靜候周期拐點(diǎn)3請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明-10-5051015-1001020302008年1月 2009年7月 2011年1月 2012年7月 2014年1月 2015年7月 2017年1月 2018年7月 2020年1月 2021年7月 2023年1月庫(kù)存周期(左軸)中國(guó):PPI:全部工業(yè)品:當(dāng)月同比(右軸)300250200150100500-50-100%100%300%500%700%900%2008-01-312010-01-312012-01-312014-01-312016-01-31 2018-01-312020-01-312022-01-31股價(jià)漲跌幅(左軸) 營(yíng)收同比增速(右軸)資料來(lái)源:Wind,天風(fēng)證券研究所1.1.
順周期:底部需求承壓,靜候周期拐點(diǎn)工控板塊具有周期性:需求層面,下游機(jī)床和自動(dòng)化設(shè)備的產(chǎn)量周期通常與制造業(yè)PMI走勢(shì)較一致;疊加工控及自動(dòng)化行業(yè)股價(jià)趨勢(shì)周期與庫(kù)存周期相匹配,工控是典型的順周期行業(yè)。工業(yè)企業(yè)庫(kù)存周期平均運(yùn)行42個(gè)月左右,本輪已經(jīng)下行14個(gè)月。四萬(wàn)億刺激 中美庫(kù)存周期共振回升 智能制造,國(guó)產(chǎn)替代4預(yù)計(jì)2023年整體市場(chǎng)仍處于恢復(fù)階段:2023H1受宏觀經(jīng)濟(jì)下行、市場(chǎng)需求低迷、出口走弱、行業(yè)周期性下滑影響,自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模整體呈下滑趨勢(shì);2023H1自動(dòng)化整體市場(chǎng)規(guī)模1519億元,同比下降2.4
;其中Q1自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模795億元,同比下降1.9
;Q2自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模724億元,同比下降3.1
。項(xiàng)目型市場(chǎng)表現(xiàn)優(yōu)于OEM市場(chǎng):2023H1項(xiàng)目型自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模944億元,同比增長(zhǎng)1.7;2023H1
OEM自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模575億元,同比下降8.4
,已連續(xù)5個(gè)季度出現(xiàn)同比負(fù)增長(zhǎng)。1.1.
順周期:底部需求承壓,靜候周期拐點(diǎn)5.20%7.00%4.70%41.40%15.40%8.30%6.50%7.60%-3.80%2.40%-0.70-%1.90-%3.10%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%0100200300400500600700800900市場(chǎng)規(guī)模(億元)YoY(%)圖:
2020-2023Q2各季度中國(guó)自動(dòng)化整體市場(chǎng)規(guī)模(億元,
)圖:2020-2023Q2中國(guó)自動(dòng)化OEM和項(xiàng)目型市場(chǎng)同比增長(zhǎng)率(
)-10.70%2.10%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%OEM市場(chǎng)資料來(lái)源:MIR睿工業(yè)公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所5項(xiàng)目型市場(chǎng)2023上半年OEM市場(chǎng)需求下降明顯:小部分低基數(shù)行業(yè)正增長(zhǎng),大部分行業(yè)處于下滑狀態(tài);大部分OEM行業(yè)業(yè)績(jī)較差,銷售額和訂單額都不理想;新能源行業(yè)需求有所增長(zhǎng),但行業(yè)體量相對(duì)較小,無(wú)法帶動(dòng)整個(gè)市場(chǎng)增長(zhǎng)。2023上半年項(xiàng)目型市場(chǎng)小幅上漲:從項(xiàng)目型行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品來(lái)看,Q2電力、汽車、采礦、化工和市政及公共設(shè)施等均有不同程度的上漲,成為上半年拉動(dòng)項(xiàng)目型市場(chǎng)的主要?jiǎng)恿?,而石化連續(xù)兩個(gè)季度大幅下降。1.1.
順周期:底部需求承壓,靜候周期拐點(diǎn)圖:2023H1各行業(yè)OEM自動(dòng)化產(chǎn)品同比增長(zhǎng)情況圖:2023H1各行業(yè)項(xiàng)目型自動(dòng)化產(chǎn)品同比增長(zhǎng)情況20%40%工程機(jī)械機(jī)床電子及半導(dǎo)體制造機(jī)械電池制造機(jī)械紙巾機(jī)械陶瓷衛(wèi)浴暖通空調(diào)橡膠機(jī)械工業(yè)機(jī)器人制藥機(jī)械電梯-60%-40%
-20%
0%2023Q2 2023Q1-30%-20%-10%
0%
10%20%
30%其他石化造紙冶金市政及公共設(shè)施化工采礦汽車電力2023Q2
2023Q1資料來(lái)源:MIR睿工業(yè)公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所6工業(yè)自動(dòng)化控制:利用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)工具的總稱;其中工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)包括機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)器視覺(jué)等多種技術(shù)。產(chǎn)業(yè)鏈情況:上游是各類電子元器件、電力電子器材和鈑金結(jié)構(gòu)件;下游廣泛應(yīng)用在各類制造業(yè)中,下游行業(yè)可分為OEM型和項(xiàng)目型,OEM市場(chǎng)是批量化供應(yīng),主要針對(duì)設(shè)備制造;
項(xiàng)目型市場(chǎng)是指工程整體自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。工控產(chǎn)品根據(jù)功能不同大致分位三層:控制層、驅(qū)動(dòng)層和執(zhí)行層。1.2.趨勢(shì)1:工業(yè)自動(dòng)化升級(jí)大勢(shì)所趨備注:OEM和項(xiàng)目型市場(chǎng)占比數(shù)據(jù)為中國(guó)2023H1數(shù)據(jù)資料來(lái)源:MIR睿工業(yè)公眾號(hào),Hysine官網(wǎng),中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng),前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所7OEM市場(chǎng):OEM型市場(chǎng)涉及行業(yè)眾多,其中機(jī)床和電子設(shè)備制造行業(yè)占比較大,2021年分別占比19.86
和14.63
;短期看,光伏、新能源等產(chǎn)業(yè)龍頭快速擴(kuò)張;長(zhǎng)期看,制造業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)及碳中和政策推動(dòng)節(jié)能型應(yīng)用上升,均會(huì)促進(jìn)工控產(chǎn)品OEM市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。項(xiàng)目型市場(chǎng):從下游行業(yè)集中度來(lái)看,項(xiàng)目型市場(chǎng)行業(yè)集中度較高,化工、石化、市政、電力、冶金五大行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模最大,2021年合計(jì)占比超60
。根據(jù)思翰產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告,預(yù)計(jì)未來(lái)化工與石化行業(yè)受益于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和行業(yè)創(chuàng)新的穩(wěn)步推進(jìn);市政行業(yè)受益于環(huán)保政策及生活需求明顯增加;電力行業(yè)受益于國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)投資,項(xiàng)目型市場(chǎng)有望保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。圖:2021年工控產(chǎn)品OEM市場(chǎng)下游行業(yè)分布
圖:2021年工控產(chǎn)品項(xiàng)目型市場(chǎng)下游行業(yè)分布22.77%14.02%11.63%8.03%6.61%3.46%4.15%2.98%
2.22%1.41%1.07%21.06%化工 石化公共設(shè)施
汽車市政建材電力礦業(yè)冶金造紙石油其他1.2.趨勢(shì)1:工業(yè)自動(dòng)化升級(jí)大勢(shì)所趨19.86%14.63%7.81%4.97%
7.49%3.81%4.59%2.71%2.56%2.65%28.92%包裝機(jī)械建筑機(jī)械機(jī)床工具食品機(jī)械塑料機(jī)械電子制造設(shè)備電梯暖通空調(diào)紡織機(jī)械起重機(jī)械其他資料來(lái)源:思翰產(chǎn)業(yè)研究院,中國(guó)工控網(wǎng),天風(fēng)證券研究所8新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)提供廣闊空間:近年來(lái),隨著我國(guó)制造業(yè)的逐漸升級(jí),傳統(tǒng)的低技術(shù)含量、勞動(dòng)力密集型制造業(yè)逐漸外遷至東南亞等發(fā)展中國(guó)家,包括數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)械、鋰電設(shè)備、3C電子、新能源汽車、機(jī)器人等科技含量更高的新興產(chǎn)業(yè)逐漸成為國(guó)內(nèi)制造業(yè)的重要組成。隨著人口紅利逐漸退坡和產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快,工業(yè)數(shù)字化升級(jí)是大勢(shì)所趨,且我國(guó)制造業(yè)水平與先進(jìn)經(jīng)濟(jì)體仍有差距,道阻且長(zhǎng)。工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展有望充分受益于需求“量”的周期回暖和需求“質(zhì)”的自動(dòng)化加速、數(shù)字化升級(jí)。
根據(jù)MIR數(shù)據(jù),2022年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2963.88億,2025年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)3107.51億。
根據(jù)Frost
&
Sullivan數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2025年全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模到將5436.6億美元。18%16%14%12%10%8%6%4%2%0%050010001500200025003000350020202021
2022
2023E
2024E
2025E市場(chǎng)規(guī)模(億元)YoY(%)圖:2020-2025E年中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制市場(chǎng)規(guī)模(億元,
) 圖:2020-2025年全球工業(yè)自動(dòng)化控制市場(chǎng)規(guī)模及增速預(yù)測(cè)1.2.趨勢(shì)1:工業(yè)自動(dòng)化升級(jí)大勢(shì)所趨-4%6%5%7%-6%-4%-2%0%2%4%6% 6%0100020003000400050006000
8%20202021
2022E2023E
2024E
2025E市場(chǎng)規(guī)模(億美元)YoY(%)資料來(lái)源:禾川科技公告,MIR
DATABANK,觀研報(bào)告網(wǎng),F(xiàn)rost&Sullivan,中商產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所9長(zhǎng)期以來(lái)外資品牌在國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域一直占據(jù)主導(dǎo)地位:西門(mén)子、松下、安川電機(jī)、三菱電機(jī)等國(guó)際知名企業(yè)憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì),掌握了國(guó)內(nèi)大部分PLC、伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品的市場(chǎng)份額。國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品在產(chǎn)品適應(yīng)性、技術(shù)服務(wù)、性價(jià)比等方面逐步顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì):目前部分國(guó)內(nèi)具有自主研發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)形成了具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的自主品牌,并憑借快速響應(yīng)、成本、服務(wù)等本土化優(yōu)勢(shì)不斷縮小與國(guó)際著名品牌在產(chǎn)品性能、技術(shù)水平等方面的差距,國(guó)內(nèi)企業(yè)的整體市場(chǎng)份額不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)。1.2.
趨勢(shì)2:國(guó)產(chǎn)替代邏輯日趨清晰資料來(lái)源:禾川科技公告,MIR睿工業(yè)_2023年Q1中國(guó)自動(dòng)化及機(jī)器人市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè),天風(fēng)證券研究所10工控企業(yè)分別依附核心產(chǎn)品拓展,實(shí)現(xiàn)從控制層到執(zhí)行層全覆蓋的一體化戰(zhàn)略布局。1.2.
趨勢(shì)2:國(guó)產(chǎn)替代邏輯日趨清晰公司/產(chǎn)品PLC/運(yùn)動(dòng)控制器伺服系統(tǒng)變頻器編碼器匯川技術(shù)√√√√禾川科技√√√√信捷電氣√√√偉創(chuàng)電氣√√√正弦電氣√√√√麥格米特√√√√雷賽智能√√鳴志電器√√√臥龍電驅(qū)√√英威騰√√√步科股份√√√資料來(lái)源:各公司公告,天風(fēng)證券研究所11表:公司產(chǎn)品分布情況2.
PLC:小型PLC競(jìng)爭(zhēng)激烈,中大型PLC壁壘更高12請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明可編程邏輯控制器(Programmable
Logic
Controller):簡(jiǎn)稱PLC,是通用基礎(chǔ)核心控制設(shè)備。PLC是一種使用可編程存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令,執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與計(jì)算等功能,并通過(guò)模擬或數(shù)字輸入/輸出組件控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的裝置,是生產(chǎn)制造系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施和軍用裝備的核心控制設(shè)備。PLC主要由CPU,存儲(chǔ)器,輸入/輸出接口和電源等組成。1)CPU:是PLC的控制中心,主要任務(wù)是在系統(tǒng)程序的控制下,完成邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算,協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作等。2)存儲(chǔ)器:是
PLC
用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。3)輸入/輸出接口:又稱I/O接口或I/O模塊,是PLC與外圍設(shè)備之間的連接部件。PLC的I/O接口能接受的輸入和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)稱為PLC的I/O點(diǎn)數(shù),I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。資料來(lái)源:《PLC技術(shù)及發(fā)展》_陽(yáng)同光等,自動(dòng)控制網(wǎng),華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),天風(fēng)證券研究所2.1.
PLC:生產(chǎn)控制最核心的控制裝置13按照輸入/輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)分類:點(diǎn)數(shù)越多,控制關(guān)系越復(fù)雜,要求的程序存儲(chǔ)器容量越大,指令與功能越豐富,能夠應(yīng)用更大型復(fù)雜的控制任務(wù),技術(shù)要求同步抬高。按結(jié)構(gòu)分類:一般分為整體式和模塊式,在兩者的基礎(chǔ)上拓展出疊裝式。不同結(jié)構(gòu)的PLC基本對(duì)應(yīng)不同I/O點(diǎn)數(shù)的PLC,在特點(diǎn)上有相似之處。資料來(lái)源:億渡數(shù)據(jù)_中國(guó)PLC行業(yè)研究報(bào)告,天風(fēng)證券研究所2.1.
PLC:生產(chǎn)控制最核心的控制裝置14分類I/O接口點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)容量特點(diǎn)適用場(chǎng)景小型PLC<256<4KB體積小/價(jià)格低/功能單一單一設(shè)備小型控制系統(tǒng)中型PLC256-20482-8KB通信功能加強(qiáng)/模擬量處理加強(qiáng)/數(shù)字計(jì)算能力加強(qiáng)較復(fù)雜的邏輯控制生產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制大型PLC>20488-16KB軟硬件功能綜合最強(qiáng)/可自我診斷/通信能力進(jìn)一步強(qiáng)化大型生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)分類結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)適用場(chǎng)景整體式PLC將PLC各組件集成在一個(gè)箱體體積小/集成度高,結(jié)構(gòu)緊湊/價(jià)格低小型PLC模塊式PLC將PLC各組件分成模塊進(jìn)行拼接裝配組合靈活度高/可拓展性強(qiáng)/功能豐富/偏于維護(hù)中大型PLC疊裝式PLCPLC各組件分成模塊,僅以纜線聯(lián)接,各模塊可疊加兼具整體式的緊湊和模塊式的靈活/表:PLC按I/O接口點(diǎn)數(shù)分類表:PLC按結(jié)構(gòu)分類小型PLC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,中大型PLC市場(chǎng)壁壘較高:小型PLC的市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻低,一般用于OEM型市場(chǎng),由于下游客戶對(duì)價(jià)格敏感,因而小型PLC市場(chǎng)同質(zhì)化較為嚴(yán)重,同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)激烈。中大型PLC的技術(shù)難度高,一般用于項(xiàng)目型市場(chǎng),對(duì)工業(yè)事故容忍度低,“技術(shù)+客戶+組網(wǎng)/排他性”等壁壘使得中大型PLC市場(chǎng)難以產(chǎn)生新入局者。下游應(yīng)用結(jié)構(gòu):2021年國(guó)內(nèi)中大型PLC下游主要應(yīng)用于電池、冶金、物流等領(lǐng)域,占比分別為12
、11
、8
。2021年小型PLC下游主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、紡織、包裝等行業(yè),其中半導(dǎo)體行業(yè)占比為14
。2.2.
小型PLC競(jìng)爭(zhēng)激烈,中大型PLC壁壘更高圖:2021年國(guó)內(nèi)中大型PLC下游行業(yè)結(jié)構(gòu)情況圖:2021年國(guó)內(nèi)小型PLC下游行業(yè)結(jié)構(gòu)情況12%11%8%7%7%6%4%
4%3%3%35%半導(dǎo)體紡織電池市政公共設(shè)施化工冶金汽車包裝物流交通運(yùn)輸其他14%8%6%6%3%3%3%42%半導(dǎo)體 紡織 包裝物流 食品飲料
制藥2%
2%電池塑料紙巾其他資料來(lái)源:MIR,億渡數(shù)據(jù)_中國(guó)PLC行業(yè)研究報(bào)告,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所15全球:未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)PLC市場(chǎng)的增長(zhǎng)將遭受宏觀經(jīng)濟(jì)下行、區(qū)域政治貿(mào)易摩擦、供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移等負(fù)面挑戰(zhàn),市場(chǎng)增長(zhǎng)將趨緩甚至下降,預(yù)計(jì)2026年全球PLC市場(chǎng)規(guī)模為131億美元
,
2022-2026年期間CAGR為3.37
。中國(guó):PLC行業(yè)整體仍受益于工業(yè)自動(dòng)化、智能化、信息化的升級(jí),但市場(chǎng)同樣面臨經(jīng)濟(jì)波動(dòng)、原材料價(jià)格波動(dòng)等不利因素影響,預(yù)計(jì)2026年中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至193.03億元,
2022-2026年期間CAGR為4.65
。2.3.
全球PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)將趨緩,中國(guó)PLC市場(chǎng)有望保持增長(zhǎng)勢(shì)頭圖:2017-2026年全球PLC市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)(億美元)圖:2017-2026年中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)(億元)14014%12012%10010%808%606%404%202%09094951061121151191231271310%單位(億美元)YoY(%)122.83117.02102.78127.6153.57160.94168.67176.6184.72
193.0330%25%20%15%10%5%0%-5%-10%-15%050100150200250單位(億元)YoY(%)資料來(lái)源:億渡數(shù)據(jù)_中國(guó)PLC行業(yè)研究報(bào)告,天風(fēng)證券研究所162021年我國(guó)PLC市場(chǎng)TOP3占據(jù)約65
的市場(chǎng)份額:西門(mén)子是市場(chǎng)中的絕對(duì)領(lǐng)先者,三菱和歐姆龍兩家日企分列二三位;匯川和信捷憑借在小型PLC市場(chǎng)中展現(xiàn)出的競(jìng)爭(zhēng)力,在整體市場(chǎng)中的占比之和提升至約6
。中大型和小型PLC大致平分市場(chǎng):2021年中大型PLC占49.81
,小型PLC占50.19
。中小型PLC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)分散,國(guó)產(chǎn)中大型PLC缺乏競(jìng)爭(zhēng)力:2021年Top2占據(jù)了我國(guó)小型PLC市場(chǎng)約49
的份額,匯川和信捷排名升至5/6位,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)提升;中大型PLC市場(chǎng),Top3占絕72
的市場(chǎng)份額,中國(guó)企業(yè)在中大型PLC市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力不足。2.4.
PLC市場(chǎng)整體被國(guó)外龍頭企業(yè)主導(dǎo),國(guó)產(chǎn)小型PLC競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)圖:2021年中國(guó)PLC市場(chǎng)份額西門(mén)子圖:2021年中國(guó)小型PLC市場(chǎng)份額圖:2021年中國(guó)中大型PLC市場(chǎng)份額西門(mén)子3%14%三菱歐姆龍3% 14%三菱歐姆龍6%7%西門(mén)子三菱3%5%43%羅克韋爾臺(tái)達(dá)5%7%37%臺(tái)達(dá)匯川6%9%48%歐姆龍羅克韋爾5%5%10%12%施耐德匯川信捷其他7%7%8%12%信捷松下施耐德其他12%12%施耐德基恩士其他資料來(lái)源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,MIR,億渡數(shù)據(jù)_中國(guó)PLC行業(yè)研究報(bào)告,天風(fēng)證券研究所17PLC和DCS/SCADA有著本質(zhì)上的差異:PLC是一種“控制設(shè)備”,用于工廠自動(dòng)化;而DCS是一種“控制系統(tǒng)”,用于過(guò)程自動(dòng)化;在工業(yè)生產(chǎn)控制中,PLC是重要的底層控制部件,DCS在PLC的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制和監(jiān)視。PLC的重點(diǎn)是邏輯控制,可以控制的點(diǎn)數(shù)從幾個(gè)到上萬(wàn)個(gè),最突出的應(yīng)用為工廠自動(dòng)化(生產(chǎn)線)。與PLC側(cè)重于局部邏輯控制相比,DCS更注重模擬量的控制,因此DCS系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸和管理能力,廣泛應(yīng)用于大型項(xiàng)目。2.5.
PLC是控制設(shè)備,DCS是控制系統(tǒng)類別DCSPLC整體定義系統(tǒng),控制器+O采集+網(wǎng)絡(luò)+上位軟件等組成系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制器,等同于DCS的控制部分架構(gòu)方式DCS從上至下的樹(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng),并行連續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu),可完成回路間的控制。一般分為控制站、操作站和現(xiàn)場(chǎng)儀表多臺(tái)同型PLC可作為從站,構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò),PLC網(wǎng)絡(luò)可作為獨(dú)立DCS,也可以作為DCS子系統(tǒng)價(jià)格單點(diǎn)價(jià)格在100-200元;搭建成系統(tǒng)后,DCS架構(gòu)相對(duì)PLC更貴些中小型PLC單點(diǎn)價(jià)格在100-200;大型PLC,如Rockwe11存在一定溢價(jià)使用場(chǎng)合連續(xù)性控制的流程型行業(yè),如石化、電力等單點(diǎn)控制的離散型行業(yè),如紡織、起重機(jī)等數(shù)據(jù)信號(hào)形式模型量為主,也有A/D,D/A數(shù)字量為主,高端機(jī)型也有模擬量控制模式分布式控制,屬于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制。DCS控制站在50ms主要為順序掃描控制,循環(huán)周期在10ms左右資料來(lái)源:億渡數(shù)據(jù)_中國(guó)PLC行業(yè)研究報(bào)告,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所18表:PLC和DCS區(qū)別對(duì)比集散控制系統(tǒng)(DCS)主要特點(diǎn)是分散控制、集中操作: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;其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。2.6.1.
DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)百億級(jí),化工、電力、石油等應(yīng)用規(guī)模較大資料來(lái)源:電子發(fā)燒友,觀研報(bào)告網(wǎng),天風(fēng)證券研究所192021年我國(guó)集散控制系統(tǒng)(DCS)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)111.2億元,同比增長(zhǎng)24.6
,2016-2021年CAGR≈13.04
,預(yù)計(jì)2022-2027年CAGR約5
-6
,2027年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)153.3億元。DCS下游應(yīng)用較為集中:2021年化工領(lǐng)域集散控制系統(tǒng)(DCS)規(guī)模為41.41億元,占比達(dá)37.24
;電力領(lǐng)域規(guī)模26.28億元,占比23.63
;石油領(lǐng)域規(guī)模21.56億元,占比19.39
。2.6.1.
DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到百億級(jí),化工、電力、石油等應(yīng)用規(guī)模較大圖:2016-2027年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模(億元)圖:2016-2027年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)(億元)19%14%9%1%22%0%5%10%15%20%25%0204060801001201401602016
2017
2018
2019
2020
2021
2027E市場(chǎng)規(guī)模(億元)YoY(%)37.24%23.63%19.39%19.74%化工 電力 石油 其他資料來(lái)源:觀研報(bào)告網(wǎng),天風(fēng)證券研究所20政策加持國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程:2022年1月工信部發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,提出2025年“鋼鐵關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)到80
左右,生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率達(dá)到55
”的目標(biāo),2022年4月工信部等六部門(mén)發(fā)布《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,指出到2025年“石化、煤化工等重點(diǎn)領(lǐng)域企業(yè)主要生產(chǎn)裝置自控率達(dá)到95
以上”。下游資本開(kāi)支亦提供增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng):下游的中石油、中石化及中海油不斷加大資本開(kāi)支力度,使得DCS行業(yè)下游保持較高景氣度,也將促進(jìn)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。2.6.2.
DCS國(guó)產(chǎn)化率逐年上升,國(guó)產(chǎn)替代空間可觀圖:2016-2021年中國(guó)DCS行業(yè)替代空間情況(億元)2834.145.248.16232.636.641.140.442.541.449.20102030405060702016
2017
2018已國(guó)產(chǎn)替代空間(億元)2019
2020
2021潛在國(guó)產(chǎn)替代空間(億元)17.64%19.37%-13.10%3833.354509.625383.224678.065090.93
5581.58.83%-15%-10%-5%0%5%9.64%10%15%20%010002000300040005000圖:2017-2022年中石化、中石油及中海油合計(jì)資本開(kāi)支情況6000 25%20172020202120222018 2019資本開(kāi)支(億元)YoY(%)資料來(lái)源:觀研報(bào)告網(wǎng),各公司官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所等21國(guó)產(chǎn)化率逐年上升:目前我國(guó)DCS行業(yè)格局主要以中控技術(shù)、和利時(shí)為主的內(nèi)資企業(yè)和以艾默生、ABB、西門(mén)子、霍尼韋爾為主的外資企業(yè)組成。近年來(lái),我國(guó)DCS行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率持續(xù)提升,截止2021年達(dá)到55.7
,但以艾默生、霍尼韋爾、西門(mén)子為代表的外資品牌占比仍然接近一半。中控技術(shù)為DCS行業(yè)絕對(duì)龍頭:2011-2021年中控技術(shù)一直占據(jù)DCS行業(yè)市場(chǎng)占有率首位,截止2021年市場(chǎng)份額達(dá)33.8
,并且在DCS細(xì)分領(lǐng)域中化工領(lǐng)域市場(chǎng)占有率達(dá)到51.1
,石化領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率達(dá)41.6
,建材領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率達(dá)29.0
,三大行業(yè)均排名第一,產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性、可用性等方面均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2.6.2.
DCS國(guó)產(chǎn)化率逐年上升,國(guó)產(chǎn)替代空間可觀圖:2016-2021年中國(guó)DCS國(guó)產(chǎn)化率變化情況圖:2021年DCS行業(yè)市場(chǎng)份額結(jié)構(gòu)46.20%48.20%50.40%51.50%53.70%
55.70%18.90%22.20%24.70%27.00%28.50%33.80%50%45%40%35%30%25%20%15%10%60%55%2016201720182021國(guó)產(chǎn)化率2019
2020中控技術(shù)市占率33.80%21.90%44.30%中控技術(shù) 和利時(shí)等其他國(guó)內(nèi)廠商 Emerson、ABB、西門(mén)子等國(guó)際廠商資料來(lái)源:觀研報(bào)告網(wǎng),天風(fēng)證券研究所223.
變頻器:低壓市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代,高壓市場(chǎng)外資主導(dǎo)23請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)行業(yè):由于變頻器調(diào)速精度高、工藝先進(jìn)、功能豐富、可靠性高、操作簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),它優(yōu)于以往的任何調(diào)速方式,如變極/調(diào)壓/調(diào)速/串級(jí)調(diào)速等,因此廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),發(fā)揮重要作用。變頻器行業(yè)受上游的制約較?。荷嫌涡袠I(yè)主要包括變頻變壓器、半導(dǎo)體元件(IGBT)、機(jī)柜、自動(dòng)化儀表等企業(yè),均是充分競(jìng)爭(zhēng)行業(yè):其中IGBT半導(dǎo)體元件主要依賴進(jìn)口,該部件為基礎(chǔ)元器件,占變頻器產(chǎn)品的成本較低,供應(yīng)充足。資料來(lái)源:亞洲工業(yè)網(wǎng),前瞻研究院,天風(fēng)證券研究所3.1.
變頻器:交流—直流—交流24變頻器:應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等構(gòu)成。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)整輸出電源的電壓和頻率:根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟啟動(dòng)、節(jié)能降耗、變頻調(diào)速的功能等。?
1)變頻提速:調(diào)整電機(jī)功率、實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)行;2)降低啟動(dòng)沖擊電流,平滑加速;3)節(jié)能效果:在風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中,當(dāng)所需風(fēng)量、流量減少時(shí),利用變頻器調(diào)節(jié)可大幅度節(jié)約電能;4)減少設(shè)備異常故障:降低電壓波動(dòng),減少同一供電網(wǎng)絡(luò)中電壓敏感設(shè)備跳閘故障。資料來(lái)源:觀研報(bào)告網(wǎng),華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,前瞻研究院,天風(fēng)證券研究所3.1.
變頻器:交流—直流—交流25根據(jù)工作電壓,可分為中低壓與高壓變頻器:按照輸入電壓等級(jí)進(jìn)行分類,低于3KV的歸為中低壓變頻器(低于690V的為低壓變頻器),高于3KV的歸為高壓變頻器;兩者的適用對(duì)象不同,但調(diào)速原理相同。因目前廣泛應(yīng)用的IGBT模塊耐壓不足,高低壓變頻器在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上差別較大:低壓變頻器對(duì)于電力電子器件和變壓器的容量要求相對(duì)較低,具有成熟的一致性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較多,較為復(fù)雜。低壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模占比較大,但隨著高效節(jié)能的市場(chǎng)需求與國(guó)家鼓勵(lì)政策驅(qū)動(dòng)下,高壓變頻器規(guī)模占比逐年增長(zhǎng)。3.2.
高壓變頻器:集中高耗能領(lǐng)域,伴隨節(jié)能需求與日俱增圖:變頻器分類圖:2012-2021年中國(guó)變頻器行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)細(xì)分情況參數(shù)中/低壓變頻器高壓變頻器電壓等級(jí)<3KV(<690V為低壓變頻)3KV-10KV適用對(duì)象中低壓電機(jī)高低壓電機(jī)物理尺寸較小較大是否可連接三相否是22.0%22.0%24.0%24.0%26.0%26.0%26.0%27.0%26.0%
26.5%78.0%78.0%76.0%76.0%74.0%74.0%74.0%73.0%74.0%
73.5%100.0%90.0%80.0%70.0%60.0%50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021低壓變頻器 高壓變頻器資料來(lái)源:觀研報(bào)告網(wǎng),華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),前瞻研究院,天風(fēng)證券研究所26高壓變頻器應(yīng)用領(lǐng)域集中在高耗能領(lǐng)域,2021年CR5總占比為76
:主要用于冶金、電力、石化、采礦等高能耗行業(yè),可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類高壓電動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、提升機(jī)、皮帶機(jī)等負(fù)載的軟起動(dòng)、智能控制和調(diào)速節(jié)能。地區(qū)分布來(lái)看,我國(guó)高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模主要集中華東和華中等經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高的地區(qū)。低壓變頻器適用場(chǎng)景較為廣闊,2021年CR5總占比為43
:下游較為分散,一般應(yīng)用在起重機(jī)械、電梯、紡織機(jī)械等領(lǐng)域。3.2.
高壓變頻器:集中高耗能領(lǐng)域,伴隨節(jié)能需求與日俱增圖:2021年中國(guó)高壓變頻器下游應(yīng)用領(lǐng)域占比情況圖:2021年中國(guó)低壓變頻器下游應(yīng)用占比情況27%14%14%12%9%8%16%冶金 電力 石化 采礦 市政及公共設(shè)施 建材 其他9%9%9%8%8%6%
7%5%4%35%起重機(jī) 電梯石油石化
市政紡織建筑冶金建材電力其他資料來(lái)源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所27高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,外資企業(yè)主導(dǎo):根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng),2013-2021年我國(guó)高壓變頻器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從75.77億元增到145.02億元;其中2021年CR5占比達(dá)到49.6
,外資仍占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。早期國(guó)內(nèi)變頻器行業(yè)被外資主導(dǎo),隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)制造、工藝流程逐漸完善,產(chǎn)品可靠性穩(wěn)步提升,逐漸得到認(rèn)可,市場(chǎng)占有率逐步提升,與國(guó)外產(chǎn)品形成了相抗衡的陣勢(shì),變頻器行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,競(jìng)爭(zhēng)持續(xù)加劇。目前國(guó)內(nèi)高壓變頻器企業(yè)數(shù)量較多,企業(yè)實(shí)力和規(guī)模參差不齊,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,許多品牌注定將被逐步淘汰出局,我們認(rèn)為未來(lái)的高壓變頻器市場(chǎng)將是一個(gè)品牌集中度較高、競(jìng)爭(zhēng)更有序的市場(chǎng);短期內(nèi)受限整體高壓變頻器產(chǎn)品在性能差距較小的情況下價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)仍將作為主要手段,預(yù)計(jì)短期產(chǎn)品價(jià)格將延續(xù)下滑趨勢(shì)。3.2.
高壓變頻器:集中高耗能領(lǐng)域,伴隨節(jié)能需求與日俱增圖:2013-2022年中國(guó)高壓變頻器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模(億元)
圖:2021年中國(guó)高壓變頻器市場(chǎng)份額分布情況10.80%10.60%10.10%9.20%8.90%50.40%合康 施耐德 匯川技術(shù) 西門(mén)子 ABB 其他8%6%4%2%0%14%12%10%18%16%1801601401201008060402002013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022市場(chǎng)規(guī)模(億元) YoY(%)資料來(lái)源:智研咨詢,觀研報(bào)告網(wǎng),華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),天風(fēng)證券研究所28隨著規(guī)?;б娉掷m(xù)推進(jìn),我國(guó)高壓變頻器性價(jià)比將持續(xù)提升:隨著我國(guó)高壓變頻器行業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張,國(guó)產(chǎn)化替代水平持續(xù)提升,疊加相關(guān)技術(shù)的逐漸成熟,高壓變頻器產(chǎn)品行業(yè)規(guī)模效益持續(xù)顯著,推動(dòng)產(chǎn)品成本下降,同時(shí)在國(guó)內(nèi)企業(yè)和國(guó)際企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈的大環(huán)境下,我國(guó)高壓變頻器產(chǎn)品價(jià)格整體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。低壓變頻器國(guó)產(chǎn)替代逐步落地:隨著國(guó)產(chǎn)低壓變頻器品牌所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯,國(guó)產(chǎn)替代逐漸落地;日韓低壓變頻器市場(chǎng)份額占比從2017年的16.8
下降至13.1
,而本土品牌從2017的38.7
提升至2021年42.3
。3.3.
國(guó)內(nèi)變頻器:市場(chǎng)早期受外資主導(dǎo),國(guó)產(chǎn)替代逐步落地圖:2017-2021年中國(guó)低壓變頻器行業(yè)市場(chǎng)份額占比情況圖:2015-2022年中國(guó)高壓變頻器均價(jià)走勢(shì)16.80%15.90%14.30%13.30%13.10%38.70%39.40%40.60%40.90%42.30%44.50%44.70%45.10%45.80%44.60%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20172018201920202021日韓 中國(guó) 歐美343638404244464.03.53.02.52.01.51.00.50.02015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022出口均價(jià)(美元/個(gè))進(jìn)口均價(jià)(美元/個(gè))高壓變頻器均價(jià)(萬(wàn)元/臺(tái),右軸)資料來(lái)源:智研咨詢,觀研報(bào)告網(wǎng),前瞻研究院,天風(fēng)證券研究所29低壓變頻器國(guó)產(chǎn)份額持續(xù)擴(kuò)大:匯川市場(chǎng)份額迅速提升,由2015年的6
上升至2022年的16
,已成為低壓變頻器龍頭,此外英威騰市場(chǎng)占比亦有大幅增長(zhǎng)。隨著國(guó)產(chǎn)品牌定制化能力以及產(chǎn)品研發(fā)制造實(shí)力的提升,未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代有望逐步落地。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì),2021年低壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到436.6億元,2017-2021年期間CAGR≈9.13
。
前瞻研究院預(yù)計(jì)具
有高效節(jié)能功能的變頻器市場(chǎng)將受政策驅(qū)動(dòng)持續(xù)增長(zhǎng),
2027年變頻器市場(chǎng)規(guī)?;?qū)⑼黄?00億元,
2022-2027年期間CAGR≈7.44
。3.3.
國(guó)內(nèi)變頻器:市場(chǎng)早期受外資主導(dǎo),國(guó)產(chǎn)替代逐步落地圖:2017-2022年中國(guó)低壓變頻器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模(億元)圖:2022年中國(guó)低壓變頻器市場(chǎng)份額分布情況307.84335.22345.29400.34436.6466.200%201720182019202020212022E9%3%16%9%7%14%12%10%8%6%4%2%18%16%50045040035030025020015010050市場(chǎng)規(guī)模(億元)YoY(%)16.10%16.00%15.50%4.70%
5.70%3.50%4.40%34.10%ABB 匯川技術(shù) 西門(mén)子 丹弗斯 施耐德 英威騰 臺(tái)達(dá) 其他資料來(lái)源:中商產(chǎn)業(yè)研究院,MIR,華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),前瞻研究院,天風(fēng)證券研究所304.
伺服系統(tǒng):外資品牌主導(dǎo),頭部效應(yīng)顯著31請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明伺服系統(tǒng)是指以位置、速度、轉(zhuǎn)矩為控制量,能夠動(dòng)態(tài)跟蹤目標(biāo)變化從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的系統(tǒng):主要包括伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和編碼器,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化精密制造和柔性制造的核心技術(shù),屬于高端工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備。伺服系統(tǒng)可以分為通用伺服系統(tǒng)和專用伺服系統(tǒng),
其在產(chǎn)品技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域等方面存在差異。資料來(lái)源:固高科技公告,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所324.1.
通用伺服仍以外資為主,專用伺服國(guó)產(chǎn)化較高差異通用伺服系統(tǒng)專用伺服系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)需要基于不同行業(yè)的應(yīng)用需求提供專業(yè)化產(chǎn)品需要使其產(chǎn)品在不同行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)均保持高水平運(yùn)作電機(jī)結(jié)構(gòu)整機(jī)為主整機(jī)、半整機(jī)、五框架電機(jī)功率段額定功率一般在7.5kW以下額定功率一般在7.5kW以上額定轉(zhuǎn)速1500/2000/3000/4000/6000rpm為主電機(jī)額定轉(zhuǎn)速可定制震動(dòng)性要求EN60034-14A級(jí)振動(dòng)強(qiáng)度特殊設(shè)計(jì),可適用于客戶現(xiàn)場(chǎng)更強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境機(jī)械接口光軸或平鍵為主;標(biāo)準(zhǔn)法蘭止口光軸、平鍵軸、內(nèi)花鍵/外花鍵、空心軸;法蘭止口可定制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)新興行業(yè)提升伺服市場(chǎng)天花板:目前,機(jī)床工具、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械等傳統(tǒng)OEM行業(yè)仍然是伺服系統(tǒng)的主要市場(chǎng),而近年來(lái)伴隨電子半導(dǎo)體、工業(yè)機(jī)器人、新能源等新興行業(yè)的快速發(fā)展,釋放更多對(duì)于伺服產(chǎn)品的需求,將為伺服市場(chǎng)帶來(lái)新的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。工業(yè)自動(dòng)化直接帶動(dòng)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)需求:工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn),對(duì)于自動(dòng)化軟件及硬件設(shè)備的需求都居高不下,其中國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)一直穩(wěn)步增長(zhǎng)。資料來(lái)源:共研網(wǎng),MIR睿工業(yè)_2023年Q1中國(guó)自動(dòng)化及機(jī)器人市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè),MIR睿工業(yè)_2020年中國(guó)專用伺服市場(chǎng)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)格局簡(jiǎn)要分析,天風(fēng)證券研究所334.1.
通用伺服仍以外資為主,專用伺服國(guó)產(chǎn)化較高圖:中國(guó)通用伺服整體市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)分析(億元,
)圖:中國(guó)專用伺服市場(chǎng)規(guī)模變化及增長(zhǎng)預(yù)測(cè)35.30%-4.60%-8.60%2.00%6.00%
8.00%0%-5%-10%-15%4.005%40%35%30%25%20%15%10%0501001502002503002020 2021 2022
2023E
2024E
2025E
2026E
2027E市場(chǎng)規(guī)模(億元) YoY(%)5.0%-7.0%14.0%9.5%10.0%
11.0%
10.5%9.4%-10%-5%0%5%10%15%20%01020304050607033.4935.1632.737.2840.8244.949.8455.08
60.252017
2018
2019
2020
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E市場(chǎng)規(guī)模(億元) YoY(%)我國(guó)通用伺服市場(chǎng)為外資品牌主導(dǎo),尤其以性價(jià)比出眾的日系為主:從供應(yīng)鏈角度看,國(guó)產(chǎn)廠商具有應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的高響應(yīng)速度,而且注重技術(shù)研究,不斷縮小與外資廠商的技術(shù)差距;疊加高質(zhì)低價(jià)的產(chǎn)品獲得大量客戶青睞,市占率持續(xù)提升,2022年前三季度,通用伺服市場(chǎng)內(nèi)資市場(chǎng)份額提升至30.51
??偩€型伺服產(chǎn)品市占率持續(xù)提升:因其穩(wěn)定性高、速度快等優(yōu)勢(shì),獲得越來(lái)越多客戶的青睞;2021年,總線型伺服產(chǎn)品占通用型伺服產(chǎn)品市場(chǎng)份額突破55
。MIR預(yù)計(jì)未來(lái)總線型伺服占比會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。資料來(lái)源:MIR睿工業(yè)_2021年中國(guó)伺服市場(chǎng)研究報(bào)告,MIR睿工業(yè)_2023年Q1中國(guó)自動(dòng)化及機(jī)器人市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè),MIR睿工業(yè)_2020年中國(guó)專用伺服市場(chǎng)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)格局簡(jiǎn)要分析,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,天風(fēng)證券研究所344.1.
通用伺服仍以外資為主,專用伺服國(guó)產(chǎn)化較高圖:2023Q1中國(guó)通用伺服供應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模占比圖:2020年中國(guó)專用伺服供應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模占比17%14%10%6%5%4%17%27%北京超同步上海翡葉匯川海天華中數(shù)控(登奇)菲仕廣州數(shù)控其他22.70%12.80%7.60%6.10%
7.60%2.00%2.10%4.00%6.10%1.50%27.50%松下匯川禾川西門(mén)子 安川歐姆龍 信捷三菱 臺(tái)達(dá)雷賽智能
其他伺服電機(jī):是一種精確運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行電動(dòng)機(jī),在伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制下,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸上的扭矩、角速度和/或角位移輸出;伺服電機(jī)可以控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類:交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),它的功率范圍大,可以做到很大的功率;直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī),有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,可應(yīng)用于成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合;無(wú)刷電機(jī)體積小,重量輕,出力大,可用于各種環(huán)境。交流伺服電機(jī)市場(chǎng)占據(jù)主要市場(chǎng):根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2021年伺服電機(jī)市場(chǎng)中,交流伺服電機(jī)市場(chǎng)占比約17
,直流伺服電機(jī)市場(chǎng)占比約83
。資料來(lái)源:鳴志電器官網(wǎng),智研咨詢,濟(jì)南科亞電子科技官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所4.2.
伺服電機(jī):市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)顯著圖:伺服電機(jī)分類情況 圖:伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖35資料來(lái)源:鳴志電器官網(wǎng),艾普智能官網(wǎng),卓茂儀器公眾號(hào),固高科技招股書(shū),天風(fēng)證券研究所4.2.
伺服電機(jī):市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)顯著36性能伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制方式通過(guò)控制脈沖時(shí)間長(zhǎng)短控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)以實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度,一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)步距角。運(yùn)行性能閉環(huán)控制,系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)失步或過(guò)沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。開(kāi)環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過(guò)高或過(guò)載容易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高容易出現(xiàn)過(guò)沖現(xiàn)象??刂凭刃∮?.036°,編碼器刻度越多,精確度越高.0.014-1.8°,相數(shù)和拍數(shù)越多,精確度越高。響應(yīng)速度小于10ms200-400ms低頻特性運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),低速運(yùn)轉(zhuǎn)也不會(huì)振動(dòng)。低速時(shí)容易出現(xiàn)低頻振動(dòng),一般用阻尼技術(shù)降低。矩頻特性額定轉(zhuǎn)速內(nèi)恒功率輸出輸出力矩碎轉(zhuǎn)速升高而下降,高速時(shí)會(huì)急劇下降。過(guò)載能力較強(qiáng)過(guò)載能力不具備過(guò)載能力成本價(jià)格設(shè)計(jì)和制造較為昂貴具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)伺服電機(jī)工作原理:主要依靠脈沖定位,伺服電機(jī)接受到1個(gè)脈沖就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移;而且伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖,與伺服電機(jī)接受的脈沖形成閉環(huán),實(shí)現(xiàn)精確定位,可達(dá)0.001mm。步進(jìn)電機(jī)工作原理:電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件,通過(guò)控制施加在電機(jī)線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。表:伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)性能區(qū)別驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)和編碼器三大件的性能決定了系統(tǒng)最終的表現(xiàn)。從成本構(gòu)成上看,驅(qū)動(dòng)器成本占比42
;電機(jī)占比約35
;編碼器由碼盤(pán)、光源和接收器組成,成本占比約為11
。伺服系統(tǒng)行業(yè)下游應(yīng)用極為廣泛:2021年,電子制造設(shè)備、電池制造設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、包裝機(jī)械和光伏設(shè)備的應(yīng)用占比依次為22
、13
、12
、9
、7
。4.2.
伺服電機(jī):市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)顯著圖:伺服系統(tǒng)成本占比情況圖:中國(guó)伺服電機(jī)下游分布情況20.40%16.50%12.60%12.10%8.70%8.20%2.30%3.60%15.60%機(jī)床紡織機(jī)械醫(yī)療機(jī)械電子制造設(shè)備機(jī)器人食品機(jī)械包裝機(jī)械塑料機(jī)械其他42%35%11%12%驅(qū)動(dòng)器 電機(jī) 編碼器 其他資料來(lái)源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,觀研報(bào)告網(wǎng),天風(fēng)證券研究所37
報(bào)告發(fā)布日期為2023.03.17
市場(chǎng)規(guī)模:我國(guó)伺服產(chǎn)品起步較晚,但近年來(lái)隨著下游工業(yè)機(jī)器人、電子制造設(shè)備等等產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)張,伺服電機(jī)在新型產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用規(guī)模增長(zhǎng)迅速,整體市場(chǎng)規(guī)模也不斷增長(zhǎng);目前正處于成長(zhǎng)階段,2021年我國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)169億元,全球市場(chǎng)規(guī)模約371億元。中國(guó)伺服電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)較為明顯:雖然近年來(lái)我國(guó)伺服電機(jī)發(fā)展較快,但由于對(duì)比國(guó)外,國(guó)內(nèi)發(fā)展相對(duì)滯后,因此被歐美和日本企業(yè)占據(jù)了主要市場(chǎng)份額。其中日系品牌占比較大,其占有率接近50
;其次為歐美品牌,其市場(chǎng)占比約為25
。2021H1匯川技術(shù)在中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)中占比第一,市占率高達(dá)15.9
;CR5達(dá)53.8
。4.2.
伺服電機(jī):市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)顯著圖:2017-2022年中國(guó)&全球伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模情況(億元)圖:2021H1中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)份額占比情況15.90%11.90%8.90%8.80%8.30%46.20%匯川 安川 臺(tái)達(dá) 松下 三菱 其他1161331421491691813053243453673713823503002502001501005004004502017201820212022E2019
2020中國(guó) 全球資料來(lái)源:中商產(chǎn)業(yè)研究院,觀研報(bào)告網(wǎng),天風(fēng)證券研究所38中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)分為日系、歐美系、中國(guó)臺(tái)灣系和國(guó)產(chǎn)品牌四個(gè)陣營(yíng):日系品牌以松下、安川、三菱等為代表;歐美系品牌以西門(mén)子、施耐德、博世等為代表;中國(guó)臺(tái)灣品牌以臺(tái)達(dá)、東元等為代表;國(guó)產(chǎn)品牌以匯川技術(shù)、埃斯頓等為代表。近年來(lái),國(guó)產(chǎn)品牌在技術(shù)方面也有了較大的突破:匯川技術(shù)在國(guó)內(nèi)廠商中處于領(lǐng)先地位,整體技術(shù)水平接近安川,自主研發(fā)的23位編碼器已達(dá)到了國(guó)際水平,其產(chǎn)品進(jìn)口替代的步伐正逐步加快。華中數(shù)控、埃斯頓等主要研發(fā)的是車床伺服系統(tǒng),水平達(dá)到了國(guó)際中端水平。
中國(guó)伺服電機(jī)未來(lái)向一體化、集成化方向發(fā)展,效能進(jìn)一步提升,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快;根據(jù)前瞻研究院測(cè)算,2026年中國(guó)伺服
電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到225億元左右;根據(jù)Grand
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Research測(cè)算,全球伺服電機(jī)市場(chǎng)2026年有望達(dá)到77億美元。4.2.
伺服電機(jī):市場(chǎng)集中度較高,頭部效應(yīng)顯著資料來(lái)源:控制工程網(wǎng),智研咨詢,前瞻研究院,研精畢智信息咨詢_全球及中國(guó)伺服電機(jī)行業(yè)分析報(bào)告,天風(fēng)證券研究所39派系品牌企業(yè)代表格局占比國(guó)產(chǎn)品牌匯川技術(shù)、埃斯頓等技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近,整體競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高約20%中國(guó)臺(tái)灣系臺(tái)達(dá)、東元等中國(guó)臺(tái)灣品牌使用簡(jiǎn)單,性能接近日系,但價(jià)格相比日系品牌要低廉很多,在中低端發(fā)展較快約15%歐美系西門(mén)子、施耐德、博世等歐系品牌的過(guò)載能力、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動(dòng)器開(kāi)放性好,但價(jià)格昂貴;占據(jù)高端市場(chǎng)約20%日系松下、安川、三菱等相比歐系品牌,日系品牌性能雖低,但可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng),性價(jià)比更高,最適合國(guó)內(nèi)客戶需求;憑借良好的產(chǎn)品性能與極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格壟斷了中小型OEM(設(shè)備制造業(yè))市場(chǎng)約45%表:國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)市場(chǎng)格局報(bào)告發(fā)布日期為2023.03.30伺服驅(qū)動(dòng)器:作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層和“心臟”,驅(qū)動(dòng)器接收控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流、電壓信號(hào),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)(執(zhí)行層)運(yùn)轉(zhuǎn),帶動(dòng)工作機(jī)械運(yùn)行,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)高速、高精度的位移(角度)、速度、力矩控制。驅(qū)動(dòng)器主要包括步進(jìn)式、直流伺服和交流伺服類。工作原理:功率驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電;經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電,再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)。4.3.
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的“心臟”資料來(lái)源:固高科技招股書(shū),濟(jì)南科亞電子科技,米思米官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所40伺服驅(qū)動(dòng)器一般通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。位置控制:通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小,通過(guò)脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值,由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制,所以一般應(yīng)用于定位裝置。力矩控制:通過(guò)外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,可以通過(guò)即時(shí)的改變模擬量的設(shè)定來(lái)改變?cè)O(shè)定的力矩大小,也可通過(guò)通訊方式改變對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度模式:通過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位,但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋以做運(yùn)算用。4.3.
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的“心臟”12%7%10%3%-1%18%16%14%-5%0%5%15%12%10%20%020406080100120市場(chǎng)規(guī)模(億元)YoY(%)圖:2014-2023年中國(guó)伺服驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模(億元) 圖:鳴志伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器資料來(lái)源:共研網(wǎng),鳴志電器官網(wǎng),濟(jì)南科亞電子官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所41伺服電機(jī)編碼器:安裝在伺服電機(jī)上用來(lái)測(cè)量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)式傳感器,將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào);這些脈沖能用來(lái)控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起,也可用于測(cè)量直線位移。作用:用于高精度定位,普遍都是用PLC發(fā)出脈沖,通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)達(dá)到定位效果,而伺服電機(jī)后面的編碼器可以反饋伺服電機(jī)的行程與PLC發(fā)出的脈沖做比較,從而達(dá)到一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。4.4.
伺服電機(jī)編碼器:分辨率決定伺服系統(tǒng)的控制精度資料來(lái)源:Arrow
Solution公眾號(hào),電子網(wǎng),天風(fēng)證券研究所42編碼器分類:從物理介質(zhì)來(lái)分,伺服電機(jī)編碼器可以分為光電編碼器和磁電編碼器,市場(chǎng)上多使用光電編碼器,光編碼器必須在無(wú)塵環(huán)節(jié)生產(chǎn)且密封要求嚴(yán)格;磁電編碼器作為后起之秀,有可靠,價(jià)格便宜,抗污染等特點(diǎn),適合惡劣環(huán)境使用,有趕超光電編碼器的趨勢(shì),但磁性編碼器分辨率和精度相對(duì)較低,響應(yīng)速度慢無(wú)法勝任高速運(yùn)動(dòng)負(fù)載的位置反饋。光學(xué)編碼器:由LED光源(通常是紅外光源)和光電探測(cè)器組成,二者分別位于編碼器碼盤(pán)兩側(cè);光編碼器靠旋轉(zhuǎn)碼盤(pán)和光收發(fā)器配合工作,兩者距離非常近但不能接觸,在振動(dòng)和結(jié)構(gòu)間隙變大情況下,精度會(huì)降低。磁性編碼器:使用磁性碼盤(pán)替代帶槽光電碼盤(pán),磁性碼盤(pán)上帶有間隔排列的磁極,并在一列霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器上旋轉(zhuǎn)。碼盤(pán)的任何轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)使這些傳感器產(chǎn)生響應(yīng),而產(chǎn)生的信號(hào)將傳輸至信號(hào)調(diào)理前端電路以確定軸的位置。4.4.
伺服電機(jī)編碼器:分辨率決定伺服系統(tǒng)的控制精度圖:磁性編碼器示意圖 圖:光編碼器示意圖資料來(lái)源:上海開(kāi)地電子官網(wǎng),
Arrow
Solution電子公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所43根據(jù)刻度方法及信號(hào)輸出形式,可分為增量式、絕對(duì)式以及混合式三種:絕對(duì)式編碼器:提供從開(kāi)啟時(shí)刻到斷電時(shí)刻之間任何瞬間的獨(dú)有定位數(shù)值,通過(guò)掃描編碼材料實(shí)現(xiàn)的,系統(tǒng)中的所有位置信息是和設(shè)定好的編碼相關(guān)聯(lián)的,即便是在系統(tǒng)掉電期間發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng),編碼器也可在再次通電瞬間將其轉(zhuǎn)化成精確的定位數(shù)值。增量式編碼器:可從任意起始點(diǎn)開(kāi)始,通過(guò)計(jì)算一種物料上圖案的周期性變化率,測(cè)量出角度大小;在所有定位任務(wù)在開(kāi)始前都必須把起始位置初始化到參考點(diǎn)上,不管是在開(kāi)啟控制系統(tǒng)時(shí),還是在任何編碼器工作被打斷時(shí),都必須這樣做。對(duì)比:增量式編碼器比較通用,適用大多數(shù)場(chǎng)合;絕對(duì)編碼器抗干擾特性、數(shù)據(jù)可靠性大大提高,有量程范圍,價(jià)格較貴,在特殊需要的機(jī)床上應(yīng)用較多。混合式絕對(duì)編碼器:輸出兩組信息,一組信息用于檢測(cè)磁極位置(絕對(duì)信息);另一組則完全同增量式編碼器的輸出信
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