工控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)專題報(bào)告

工控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)專題報(bào)告：PLC+DCS，工控系統(tǒng)投資框架PLC+DCS：現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工控系統(tǒng)，制造業(yè)的數(shù)字底座工控系統(tǒng)即工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，參考《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與實(shí)踐》（作者：姚羽祝烈煌武傳坤）一書中的定義，指由計(jì)算機(jī)與工業(yè)過程控制部件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通常用控制器、傳感器、傳送器、執(zhí)行器和I/O接口等組成，這些組件通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，按照特有的通信協(xié)議進(jìn)行連接，形成具有自動(dòng)控制能力的工業(yè)生產(chǎn)制造或加工系統(tǒng)。在這篇報(bào)告里，我們主要討論位于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的生產(chǎn)控制器，分別是PLC（ProgrammbaleLogicController，可編程邏輯控制器）和DCS（DistributedControlSystem，分布式控制系統(tǒng)）。作為直接作用于產(chǎn)線控制的工業(yè)大腦，PLC和DCS有著較高的技術(shù)門檻、行業(yè)壁壘和投資價(jià)值。工業(yè)控制：從機(jī)械到自動(dòng)，控制形式變革帶動(dòng)生產(chǎn)力提升工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的底座，在歷史上經(jīng)歷過多次變革，而每一次變革也伴隨著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展以適配更大的生產(chǎn)規(guī)模并提升生產(chǎn)效率。從第一次工業(yè)革命開始，蒸汽機(jī)及珍妮紡織機(jī)的出現(xiàn)代表著機(jī)械化生產(chǎn)的革命，工業(yè)正式進(jìn)入1.0階段。在這個(gè)階段，蒸汽機(jī)被廣泛應(yīng)用于煤炭和紡織工業(yè)，人類的生產(chǎn)力第一次被加上了較高的杠桿，值得一提的是，瓦特所改良的蒸汽機(jī)正是通過增加離心調(diào)速器這一自動(dòng)化控制元件，將蒸汽機(jī)的生產(chǎn)效率提高了六倍，并推動(dòng)其大規(guī)模的應(yīng)用。這個(gè)階段的控制系統(tǒng)多半是基于機(jī)械式結(jié)構(gòu)如齒輪或杠桿等，工控系統(tǒng)更多關(guān)注于蒸汽系統(tǒng)中的溫度、壓力和機(jī)器轉(zhuǎn)速等。隨著電力的廣泛應(yīng)用和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用，第二次工業(yè)革命正式開啟，電力開始取代機(jī)械動(dòng)力使生產(chǎn)過程更加高效，同時(shí)，由亨利·福特發(fā)明的流水線生產(chǎn)方法推動(dòng)了大規(guī)模生產(chǎn)的普及化。在這一階段，控制系統(tǒng)主要由繼電器、定時(shí)器和排序器構(gòu)成，其特點(diǎn)是每個(gè)控制模型都需要工程師單獨(dú)部署，每次更換都需要重新為繼電器進(jìn)行布線。在這一階段，流程工業(yè)主要采用傳統(tǒng)的機(jī)械式或改良的氣動(dòng)式控制裝置。上世紀(jì)50年代，隨著計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的高速發(fā)展，工業(yè)迎來再一次升級(jí)，第三次工業(yè)革命的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在流程工業(yè)中，各環(huán)節(jié)基于繼電器的控制回路被連接在中央計(jì)算機(jī)處，形成集中式的工控系統(tǒng)，即所謂的直接數(shù)字控制DDC（DirectDigitalControl）。而在離散工業(yè)中，基于繼電器原理研發(fā)但靈活性更強(qiáng)的PLC（ProgrammableLogicController）控制器逐漸開始在以汽車為首的離散制造中替代原基于繼電器的工控系統(tǒng)。早期的PLC原理較為簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)單視為易編程的由一系列繼電器組成的控制系統(tǒng)，只能執(zhí)行邏輯控制（開/關(guān)，1/0），工程師可以通過以梯形圖為主的軟件控制程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的工藝控制。其相比原本基于繼電器的控制系統(tǒng)具備：高靈活性：工程師可以通過軟件定義PLC的控制邏輯，不需要物理布線，而繼電器控制系統(tǒng)布線完成后再做調(diào)整成本較高；高可靠性：繼電器在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行、高頻率頻繁開關(guān)可能出現(xiàn)磨損、觸點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致的故障，器件需要定期維護(hù)和更換，帶來潛在停機(jī)時(shí)間；實(shí)時(shí)監(jiān)控及可拓展性：PLC既可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入、輸出數(shù)據(jù)，也可以與上位機(jī)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，便于宏觀監(jiān)控，同時(shí)其可以輕松拓展以適應(yīng)變化的生產(chǎn)需求?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，尤其是PLC對(duì)于生產(chǎn)流程優(yōu)化的效率提升，PLC逐漸成為離散工業(yè)的核心控制設(shè)備。根據(jù)《鑄魂》（作者:趙敏寧振波）一書介紹，PLC主要是在對(duì)于工控設(shè)備有著高可靠要求的汽車工業(yè)中發(fā)展壯大的，原本汽車業(yè)的車間控制系統(tǒng)主要由上千個(gè)基于繼電器及配套控制器件的裝置構(gòu)成，每年更換裝置的控制模型都需要對(duì)每種繼電器進(jìn)行重新布線，而PLC通過軟件編程替代了這樣的裝置，把控制模型的調(diào)整工作量減少到原來百分之一。雖然由于PLC的發(fā)展歷史和基于數(shù)字量的控制邏輯，其更多被應(yīng)用在電子產(chǎn)品、汽車制造等離散制造領(lǐng)域，但這不代表其在流程工業(yè)中沒有應(yīng)用，現(xiàn)代PLC大多提供基于AI(AnalogIn)/AO(AnalogOut)的拓展模塊，使得PLC可以處理如溫度、壓力、流量、電流和電壓等連續(xù)變化的模擬量，并可以應(yīng)用在廣泛的工控場(chǎng)景下，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的基石。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，中國(guó)中大型PLC（I/O點(diǎn)在256以上）市場(chǎng)規(guī)模前三的行業(yè)分別為電池（離散+流程）、冶金（流程）、石化（流程）。與PLC伴隨著離散制造的高速發(fā)展相對(duì)的是DCS（DistributedControlSystem）離散控制系統(tǒng)與流程工業(yè)的共同進(jìn)化。20世紀(jì)70年代初，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，流程工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)隨著集成電路的發(fā)展，以8位微處理器為代表的芯片在自動(dòng)化儀表中得到了泛應(yīng)用，對(duì)流程工業(yè)中的儀器儀表實(shí)現(xiàn)集中管理的CCS（CentralizedControlSystem）集中式控制系統(tǒng)所控制的設(shè)備數(shù)量也逐漸增多。但由于其并未形成對(duì)應(yīng)的控制體系，控制高度集中化的同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)也較為集中。比如當(dāng)一個(gè)關(guān)鍵模塊出現(xiàn)故障后，其對(duì)應(yīng)的控制區(qū)域會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模停機(jī)。因此，在1975年，美國(guó)霍尼韋爾（Honeywell）和日本橫河（Yokogawa）各自發(fā)布了其DCS分散控制系統(tǒng)，其核心思想是將控制任務(wù)分散到不同的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上，讓每個(gè)區(qū)域的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)（操作員站）負(fù)責(zé)區(qū)域的具體控制，以提高控制系統(tǒng)整體的可靠性和效率。DCS的出現(xiàn)，除了CCS本身遇到的問題外，跟微型處理器的出現(xiàn)推動(dòng)計(jì)算機(jī)的快速降本、普及有非常大的聯(lián)系，從1960年代到1980年代，計(jì)算機(jī)的價(jià)格從十萬(wàn)美金（大型機(jī)IBM1401）以上降至數(shù)千美金（微型個(gè)人主機(jī)IBMPC）。由于DCS從傳統(tǒng)儀器儀表的控制系統(tǒng)發(fā)展而來，天然就更專注于對(duì)于儀器儀表以及模擬量的控制，所以其應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在基礎(chǔ)化工、石化、電力等流程工業(yè)領(lǐng)域。與PLC不同的是，DCS的層級(jí)相對(duì)更高，是車間級(jí)控制系統(tǒng)的一整套方案，通常包括傳感器、執(zhí)行器、通信總線以及控制器，控制器更多由工業(yè)PC構(gòu)成，但也可以采用PLC。離散和流程采用不同方案的核心原因是，流程制造需要連續(xù)的生產(chǎn)過程，其中涉及到各工序間的高度集成和協(xié)調(diào)的控制，所以各個(gè)控制系統(tǒng)需要打通。離散制造生產(chǎn)過程中，每個(gè)工序的生產(chǎn)控制都可以相對(duì)獨(dú)立，且同一條產(chǎn)線涉及到多種產(chǎn)品生產(chǎn)，PLC的配置相比DCS更加靈活、方便。工控產(chǎn)品：PLC是工業(yè)大腦，DCS服務(wù)流程工業(yè)工業(yè)控制市場(chǎng)根據(jù)下游不同主要分為過程工業(yè)和離散工業(yè)兩塊市場(chǎng)。通常來說，過程工業(yè)多采用DCS工控系統(tǒng)并根據(jù)情況決定采取工控機(jī)或PLC，離散工業(yè)則主要采用PLC或PLC+SCADA組網(wǎng)。通常DCS作為解決方案或系統(tǒng)交付，而PLC交付的定位更偏向于通用產(chǎn)品，因此也帶來了不同的競(jìng)爭(zhēng)要素，但無(wú)論是PLC還是DCS，工業(yè)的特質(zhì)決定可靠性是一錘定音的因素。PLC：性能、可靠性是門檻，生態(tài)是護(hù)城河PLC作為工業(yè)的大腦，是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)上的明珠，小型PLC客戶通常會(huì)在上面做二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制工藝，中大型PLC客戶在設(shè)計(jì)整體自動(dòng)化產(chǎn)線方案時(shí)會(huì)也著重考慮PLC適配的工藝組合和組網(wǎng)形式，可以說占據(jù)了PLC市場(chǎng)就擁有了在自動(dòng)化市場(chǎng)中垂直延伸的抓手。從PLC的角度來講，我們認(rèn)為客戶決策主要由三方面因素決定，即性能、可靠性以及生態(tài)。因此，在相對(duì)較低的預(yù)算下，提供穩(wěn)定、可靠的控制系統(tǒng)是PLC廠商能進(jìn)入該市場(chǎng)門檻。PLC的性能一般以掃描頻率（執(zhí)行用戶指令的速率）、I/O點(diǎn)數(shù)（能同時(shí)接收的輸入/輸出的信號(hào)數(shù)即控制規(guī)模）、存儲(chǔ)容量（可存儲(chǔ)的程序復(fù)雜程度）、通訊協(xié)議（可兼容的控制設(shè)備）等指標(biāo)來衡量。一般來講，PLC根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)不同可以分成小型PLC和中大型PLC，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，小型PLC一般定義為I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，主要以單機(jī)邏輯量控制功能為主，輔以較弱的模擬量控制能力，體積較小，價(jià)格較低，更多用于單機(jī)設(shè)備上。中大型PLC定義為I/O點(diǎn)在256點(diǎn)及以上的，在兼具了強(qiáng)大模擬量控制功能的同時(shí)，計(jì)算、通信能力都有較大提升，通常被用于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，連續(xù)生產(chǎn)流程及大型自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，其體積較大，價(jià)格也更高。PLC的能力一般由其板上所搭載的半導(dǎo)體元器件決定，比如板載MCU/MPU/ASIC芯片的性能決定了其處理能力，參考西門子S7-1200系列1212C控制模組搭載了一顆基于ARMCortex-R4的SoC。我們認(rèn)為高可靠性是PLC選型的必備條件，PLC作為產(chǎn)線的控制器件，一旦宕機(jī)就會(huì)造成產(chǎn)線停工，且發(fā)現(xiàn)問題、定位問題、修復(fù)問題都比執(zhí)行器件更加困難，停工周期長(zhǎng)就會(huì)帶來較大的損失。尤其是在使用大型PLC的項(xiàng)目上，其下游應(yīng)用多為流程工業(yè)或重工業(yè)，對(duì)生產(chǎn)安全要求高，所以客戶會(huì)考量PLC廠商過往的成功案例，尤其是在大型項(xiàng)目中的驗(yàn)證。高可靠性要求也使得行業(yè)的壁壘很高，格局相對(duì)穩(wěn)定且集中，根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年CR10約91%。同時(shí)，PLC下游相對(duì)分散，各細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模有限，不同行業(yè)間的Know-how存在較大差異，PLC的性質(zhì)更接近通用產(chǎn)品而非方案，且客戶需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā)。開發(fā)的電氣工程師一般只會(huì)專精一種軟件，也會(huì)更傾向于選擇自己熟悉的開發(fā)軟件。而現(xiàn)存的設(shè)備所使用的軟件同樣為原廠商提供，也需要懂得該體系的工程師維護(hù)，軟件生態(tài)貫穿PLC的全生命周期。在以設(shè)備廠商為主要下游的小型PLC中，數(shù)百元的小型PLC使得價(jià)格很難拉開較大差距，軟件的延續(xù)性或較為重要，以西門子S7-200Smart系列PLCCPU模塊為例，其標(biāo)配版本約800元左右，而其配套使用的高速枕式包裝機(jī)價(jià)格通常高至50000元以上。在大型PLC的應(yīng)用場(chǎng)景中，對(duì)比切換軟件生態(tài)進(jìn)行PLC遷移帶來的產(chǎn)線停工或潛在試錯(cuò)成本，其自身成本更是可以忽略不計(jì)。因此，我們認(rèn)為生態(tài)建設(shè)是該市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)要素，可以看到西門子在1990年代就已建立起本土的教培中心并在全球范圍內(nèi)開啟校企合作，至今西門子SCE已經(jīng)先后與中國(guó)400余所高校及職業(yè)教育機(jī)構(gòu)建立了合作。放眼全球，全球自動(dòng)化巨頭羅克韋爾（Rockwell）在全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)中處在與西門子相近的水平（根據(jù)Statista數(shù)據(jù)，2017年西門子/羅克韋爾在全球PLC市場(chǎng)市占率分別為31%/22%）。但在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，羅克韋爾無(wú)論是整體還是在擅長(zhǎng)的中大型PLC市場(chǎng)，相比西門子均有一定差距。我們認(rèn)為除了其定位偏高端化外，目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化工程師在校園中多學(xué)習(xí)的是西門子、三菱的知識(shí)，而北美的工程師多學(xué)習(xí)Rockwell，在生產(chǎn)工作中，西門子也憑借其在國(guó)內(nèi)建設(shè)的本土化中文說明手冊(cè)、知識(shí)庫(kù)、論壇使得產(chǎn)品更簡(jiǎn)單易用。反觀Rockwell，知識(shí)庫(kù)等內(nèi)容為全球共享的英語(yǔ)版本，本土生態(tài)建設(shè)相對(duì)不夠友好。可見軟件生態(tài)也是各廠商維持并擴(kuò)大自身份額的重要手段。我們把生態(tài)分為兩個(gè)部分和兩類體系，兩個(gè)部分即針對(duì)小中型PLC市場(chǎng)的編程/組態(tài)軟件和針對(duì)中大型PLC市場(chǎng)的組態(tài)軟件/工藝庫(kù)；兩個(gè)體系即以西門子博途TIAPortal/Step-7或羅克韋爾Studio/RSlogix等傳統(tǒng)工控編程軟件為首的閉環(huán)派和以采用/兼容Codesys生態(tài)的歐姆龍、匯川技術(shù)等開源派。閉環(huán)派即提供一整套解決方案，不對(duì)外兼容，軟硬一體化，其生態(tài)正如IOS/CUDA，通過長(zhǎng)時(shí)間的積累，已經(jīng)完成了對(duì)工程師的教育和案例積累，通過相對(duì)封閉的軟件生態(tài)疊加較強(qiáng)的硬件配置和案例積累，構(gòu)筑了較強(qiáng)的護(hù)城河，其產(chǎn)品通用能力更強(qiáng)，可以看到，西門子在近五年的國(guó)產(chǎn)替代競(jìng)爭(zhēng)中，份額反而持續(xù)增加。開源派則多被第二梯隊(duì)或后來者采用，類比Android/ROCM，如國(guó)內(nèi)PLC龍頭匯川技術(shù)，其早期通過兼容三菱等偏性價(jià)比市場(chǎng)的軟件生態(tài)，產(chǎn)品針對(duì)各高景氣度細(xì)分子行業(yè)推出定制化方案，減輕客戶設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，并提供保姆式服務(wù)。后期擁抱Codesys開源生態(tài)，抓住海外企業(yè)供應(yīng)鏈?zhǔn)茏璧刃袠I(yè)機(jī)會(huì)在小型PLC逐步對(duì)同生態(tài)體系的廠商完成替代。而面對(duì)中大型PLC市場(chǎng)，其下游更多為終端的制造企業(yè)以及為其提供服務(wù)的集成商，競(jìng)爭(zhēng)更多圍繞如何更好地幫助企業(yè)完成產(chǎn)線自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。為此，廠商根據(jù)各行業(yè)的生產(chǎn)流程推出不同的工藝庫(kù)和組態(tài)包，為客戶提供基礎(chǔ)組件，使得其能更便捷地開發(fā)用于產(chǎn)線控制的應(yīng)用程序，也因?yàn)榻M態(tài)包和工藝庫(kù)需要持續(xù)在行業(yè)中深耕所帶來的對(duì)生產(chǎn)流程的理解，所以是整體軟件中壁壘最高的部分。DCS：系統(tǒng)級(jí)方案，下游流程工業(yè)高溫高壓，比PLC可靠性要求更高與PLC不同，DCS總體的定位層級(jí)更高，并多以解決方案的模式交付客戶。因此，生態(tài)在該領(lǐng)域的重要性沒有PLC那么高，在DCS行業(yè)中，我們認(rèn)為影響客戶決策的主要是可靠性和行業(yè)Know-how。因?yàn)榻?jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，DCS系統(tǒng)本身定位為系統(tǒng)級(jí)軟件，最核心的是軟件系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊總線，所以頭部玩家在產(chǎn)品的性能上很難構(gòu)成明顯的差距DCS從CCS集中式控制系統(tǒng)發(fā)展而來，其設(shè)計(jì)目的就是避免控制系統(tǒng)集中，系統(tǒng)發(fā)生問題后帶來大規(guī)模產(chǎn)線宕機(jī)和潛在的生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)。DCS行業(yè)的技術(shù)也多圍繞可靠性體現(xiàn)，如惡劣工控高精度信號(hào)采集、I/O信號(hào)處理與防護(hù)技術(shù)、基于硬件的熱冗余技術(shù)等，目的都是實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)，保障生產(chǎn)安全。同時(shí)，由于流程行業(yè)的三大核心下游即化工、石化、電力皆為高溫、高壓生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)于可靠性的要求比PLC更高，根據(jù)工信部《控制系統(tǒng)“一條龍”應(yīng)用計(jì)劃申報(bào)指南》,石油石化DCS平均無(wú)故障時(shí)間要求大于20萬(wàn)小時(shí)。行業(yè)玩家要么有著非常長(zhǎng)時(shí)間的案例積累，要么是從下游客戶內(nèi)部孵化起來。由于DCS的方案更多是根據(jù)流程行業(yè)客戶的需求以咨詢+實(shí)施的方式交付，所以對(duì)于客戶工藝的Know-how是該行業(yè)的另一核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，DCS行業(yè)的參與者多深耕于垂直行業(yè)，如中控技術(shù)之于化工、石化，和利時(shí)之于電力。而對(duì)于工藝的理解則需要在售前、售中、售后三環(huán)節(jié)對(duì)客戶進(jìn)行持續(xù)服務(wù)，才能有所體現(xiàn)。正是由于DCS的高壁壘以及高門檻，行業(yè)正呈現(xiàn)逐漸集中的趨勢(shì)，根據(jù)睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，2011年國(guó)內(nèi)DCS市場(chǎng)的CR5為59.9%，2022年達(dá)到73.8%，而我國(guó)DCS行業(yè)龍頭中控技術(shù)的市場(chǎng)份額也從2011年13.0%增長(zhǎng)到了2022年的36.7%，我們預(yù)計(jì)未來行業(yè)仍將呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的趨勢(shì)。工控市場(chǎng)：PLC+DCS空間超250億元，國(guó)產(chǎn)替代是核心邏輯PLC：工業(yè)大腦有望以點(diǎn)帶面，國(guó)產(chǎn)化比例仍較低PLC作為工業(yè)的大腦，其潛在能帶動(dòng)的市場(chǎng)數(shù)倍于自身規(guī)模，主要是因?yàn)樵谝訮LC為基礎(chǔ)的大型系統(tǒng)內(nèi)，同生態(tài)PLC更容易完成組網(wǎng)，大型PLC選型通常會(huì)帶動(dòng)子系統(tǒng)的中小型PLC的選型，而單一設(shè)備PLC的選型又會(huì)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的選型。參考匯川技術(shù)定增第二輪問詢函，PLC產(chǎn)品在自動(dòng)化設(shè)備或產(chǎn)線中的采購(gòu)成本占比較小，比驅(qū)動(dòng)器小得多，但其軟件的學(xué)習(xí)成本高、試錯(cuò)成本高導(dǎo)致更換難度比驅(qū)動(dòng)器大的多。因此，客戶一旦認(rèn)可公司PLC產(chǎn)品，在第二年的采購(gòu)中有一定比例會(huì)增加采購(gòu)公司變頻、伺服等產(chǎn)品，數(shù)據(jù)上也可以看到公司PLC與其他產(chǎn)品共同銷售的比例持續(xù)提升。市場(chǎng)空間：2022年中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模超169億元，全球市場(chǎng)超112億美元PLC系統(tǒng)作為工業(yè)控制的核心模塊，有著廣闊的市場(chǎng)空間。全球來看，根據(jù)MordorIntelligence數(shù)據(jù)，2022年全球PLC（除服務(wù)）總市場(chǎng)空間約90.8億美元，并有望在2026年達(dá)到106.4億美元。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)PLC總市場(chǎng)空間達(dá)到169.9億元，并有望在2025年達(dá)到180.1億元。從行業(yè)應(yīng)用的角度來說，過去五年間，PLC應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模在景氣度較高的行業(yè)如電池、光伏、半導(dǎo)體中隨著行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張和CAPEX投入增加實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)。展望未來，由于電池產(chǎn)能目前已經(jīng)一定程度飽和，我們預(yù)計(jì)后續(xù)投資會(huì)有所減少，而光伏、半導(dǎo)體以及電力將有希望實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)高于行業(yè)的增長(zhǎng)速度，使相關(guān)行業(yè)的供應(yīng)商核心受益。分結(jié)構(gòu)來看，小型PLC除了近年來增長(zhǎng)較快的電池與光伏外，其下游市場(chǎng)主要為紡織、電子制造、包裝、食品飲料、紙巾等輕工業(yè)，且集中度較低。中大型除了電池外，其下游市場(chǎng)主要為石化、汽車、冶金、物流、市場(chǎng)與公共設(shè)施等更偏重工業(yè)的市場(chǎng)，且集中度較高。競(jìng)爭(zhēng)格局：專用替代通用提高國(guó)產(chǎn)比例，中大型PLC靜待突破根據(jù)我們對(duì)PLC生態(tài)的分析，我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)廠商想進(jìn)一步提升自身市場(chǎng)份額，進(jìn)軍高端市場(chǎng)，不僅需要在性能、可靠性上證明自己，也需要在軟件生態(tài)上逐漸追趕。目前傳統(tǒng)跨國(guó)巨頭如西門子、三菱、歐姆龍仍主導(dǎo)PLC市場(chǎng)。根據(jù)產(chǎn)品類型的不同，小型PLC和中大型PLC的市場(chǎng)格局呈現(xiàn)一定分化。在小型PLC市場(chǎng)，由于下游更多為設(shè)備廠商，在生態(tài)通用的情況下，性價(jià)比仍是客戶的考量因素。近年來該領(lǐng)域也涌現(xiàn)出來更多的行業(yè)機(jī)會(huì)，比如缺芯導(dǎo)致海外大廠供應(yīng)鏈?zhǔn)茏?，我?guó)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)如電池、光伏、口罩機(jī)高速發(fā)展，在這些過程中，匯川技術(shù)、信捷電氣等國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化廠商憑借優(yōu)良的性能和較高的性價(jià)比，通過一整套的專用行業(yè)方案和貼身服務(wù)對(duì)更多為通用方案的海外企業(yè)完成了一定的替代。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2017-2022年間，我國(guó)小型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)）市場(chǎng)中，匯川技術(shù)和信捷電氣加總市場(chǎng)份額從6.6%上升至18.3%，國(guó)產(chǎn)化比例提升顯著。我們認(rèn)為在小型PLC市場(chǎng)中，未來國(guó)產(chǎn)PLC廠商有望通過更多的行業(yè)專用化方案在我國(guó)的優(yōu)勢(shì)制造行業(yè)對(duì)以性價(jià)比市場(chǎng)為主且兼容生態(tài)的三菱、歐姆龍、松下、臺(tái)達(dá)等通用產(chǎn)品廠商實(shí)現(xiàn)有效替代。而在中大型PLC市場(chǎng)中，由于其應(yīng)用場(chǎng)景更偏向于關(guān)鍵制造領(lǐng)域或重工業(yè)，其對(duì)于可靠性的要求遠(yuǎn)高于小型PLC，且性價(jià)比和價(jià)格不再是首要的考慮因素。同時(shí)，一旦切換PLC廠家，基于原廠商的生態(tài)所構(gòu)建的生產(chǎn)流程有可能面臨重構(gòu)，試錯(cuò)成本過高，需要過往大型成功案例才能打動(dòng)客戶。所以目前市場(chǎng)份額仍被跨國(guó)巨頭所把握，近五年CR6均超過92%，且全部為海外公司。我們認(rèn)為在中大型PLC市場(chǎng)，盡管在政策條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，短期內(nèi)很難出現(xiàn)大范圍的替代，然而在細(xì)分領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)廠商有望憑借其自身的客戶資源逐步完成關(guān)鍵的案例積累，并實(shí)現(xiàn)在該細(xì)分行業(yè)的份額提升和國(guó)產(chǎn)替代，比如寶信軟件在鋼鐵領(lǐng)域，中控技術(shù)在化工領(lǐng)域，和利時(shí)在電力、軌交領(lǐng)域均取得一定成果，但完成案例積累仍需更多時(shí)間。DCS：國(guó)產(chǎn)化率近半，電力DCS市場(chǎng)有較大空間市場(chǎng)空間：2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模超86億元，全球市場(chǎng)規(guī)模超172億美元DCS作為大型過程工業(yè)的基礎(chǔ)，是車間到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工控系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分。根據(jù)Gminsights數(shù)據(jù)，2022年全球DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約172.0億美元，并有望在2032年達(dá)到303.0億美元，年復(fù)合增速5.8%。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到86.6億元，并有望在2025年達(dá)到118.4億元。從下游行業(yè)的角度來看，相比PLC，DCS下游市場(chǎng)高度集中。參考睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)DCS市場(chǎng)行業(yè)占比前三分別為化工、電力、石化，共計(jì)接近80%?？梢园l(fā)現(xiàn)，相比全球市場(chǎng)，我們化工市場(chǎng)的占比相對(duì)較高，但電力市場(chǎng)的DCS市場(chǎng)規(guī)模顯著較低，我國(guó)電力DCS市場(chǎng)規(guī)模僅占全球電力DCS市場(chǎng)規(guī)模的5.0%，無(wú)論是相比我國(guó)發(fā)電量占全球的比例（根據(jù)《2023年版世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》我國(guó)發(fā)電量全球占比約30.3%），還是相比我國(guó)DCS市場(chǎng)占全球DCS市場(chǎng)的比例（綜合Gminsights和睿工業(yè)數(shù)據(jù)，約7.1%），均較小。競(jìng)爭(zhēng)格局：國(guó)產(chǎn)廠商可靠性相近，服務(wù)更好，份額有望持續(xù)提升相比PLC市場(chǎng)，DCS市場(chǎng)下游更為集中，垂直行業(yè)間有較大差異，需要較長(zhǎng)時(shí)間的案例積累，進(jìn)入壁壘較高，我們認(rèn)為行業(yè)將呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)格局。目前行業(yè)的格局變化多來自在案例積累近似的情況下，國(guó)產(chǎn)廠商通過高性價(jià)比、更好、更及時(shí)的服務(wù)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)對(duì)國(guó)外廠商的逐漸替代，并逐漸向高端發(fā)展。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2018年以來我國(guó)DCS國(guó)產(chǎn)比例穩(wěn)步提升，僅以浙江中控、和利時(shí)以及國(guó)能智深三家公司份額相加，其市場(chǎng)份額從2018年的42.6%逐步提升至2022年48.0%，國(guó)產(chǎn)化比例已經(jīng)近半。DCS相比PLC會(huì)更接近行業(yè)專用方案，行業(yè)間壁壘更強(qiáng)，具備咨詢與實(shí)施并舉的屬性，我們認(rèn)為其需要貼身服務(wù)的程度高于PLC。除產(chǎn)品外，各企業(yè)售前工程師、實(shí)施顧問與現(xiàn)場(chǎng)工程師所具備的行業(yè)Know-how以及過往案例的驗(yàn)證在客戶決策中占據(jù)主導(dǎo)?？梢钥吹剑袠I(yè)龍頭中控技術(shù)截止2022年底已在全國(guó)各中大型化工園區(qū)修建共計(jì)150家提供全方位服務(wù)的5S店，并通過該渠道持續(xù)獲取訂單，億元店達(dá)32家，5000萬(wàn)以上68家。我們認(rèn)為，從未來格局上看，一、DCS行業(yè)偏咨詢的模式使得客戶對(duì)于服務(wù)的重視度較高，而國(guó)產(chǎn)廠商在服務(wù)維度相比海外廠商有顯著優(yōu)勢(shì)，有望持續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率提升；二、各DCS公司在自身深耕的領(lǐng)域均有較強(qiáng)的案例壁壘、商業(yè)壁壘，客戶對(duì)于安全、可靠性的高要求使得企業(yè)長(zhǎng)時(shí)間口碑積累更為重要，項(xiàng)目制的商業(yè)模式使得企業(yè)實(shí)施團(tuán)隊(duì)對(duì)該行業(yè)生產(chǎn)流程的理解成為競(jìng)爭(zhēng)的另一核心要素，在這方面，各行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)有望呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的趨勢(shì)。展望未來：DCS國(guó)產(chǎn)化與周期共振，PLC有望迎來結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)我們認(rèn)為短期PLC和DCS總體需求仍會(huì)面臨一定增長(zhǎng)壓力，但我國(guó)制造業(yè)PMI已逐步回暖，制造業(yè)CAPEX有望逐漸復(fù)蘇，預(yù)計(jì)以小型離散制造業(yè)客戶為主的小型PLC市場(chǎng)存在結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)。PLC市場(chǎng)，我們看好有垂直行業(yè)資源稟賦的國(guó)產(chǎn)廠商在中大型PLC上實(shí)現(xiàn)突破，并逐漸提升市場(chǎng)份額。PLC市場(chǎng)：短期下游CAPEX承壓，中大型PLC有望實(shí)現(xiàn)突破從PLC的下游應(yīng)用來說，其市場(chǎng)較為分散，且多為離散制造業(yè)。因此，當(dāng)前在整體消費(fèi)預(yù)期仍一定承壓的情況下，以紡織、包裝、電子制造、食品飲料、紙巾等行業(yè)為下游的小型PLC市場(chǎng)將面臨上游CAPEX減少的壓力。參考睿工業(yè)數(shù)據(jù)，在2022年二季度普遍基數(shù)較低的情況下，2023年二季度小型PLC市場(chǎng)除光伏外均面臨較大增長(zhǎng)壓力。我們認(rèn)為小型PLC市場(chǎng)中傳統(tǒng)行業(yè)下游短期內(nèi)會(huì)承壓，需要一定的耐心等待下游市場(chǎng)景氣度回暖；而以我國(guó)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)或有如光伏、風(fēng)電等行業(yè)為下游的市場(chǎng)會(huì)有一定增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。從過去的國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)來看，基本主要存在于小型PLC市場(chǎng)，以匯川為首的本土PLC廠商在逐步替代以性價(jià)比定位為主的三菱電機(jī)、臺(tái)達(dá)、歐姆龍的市場(chǎng)份額，并受益于近兩年部分海外大廠供應(yīng)鏈?zhǔn)茏瑁谡謾C(jī)新需求迸發(fā)等行業(yè)機(jī)會(huì)，成長(zhǎng)有所提速。但在可靠性更加重要且價(jià)格敏感度下降的中大型PLC市場(chǎng)，由于PLC僅占整體產(chǎn)線3%-5%的成本，且部分下游屬于高溫、高壓的流程行業(yè)，生產(chǎn)安全性要求非常高，本土PLC廠商仍面臨著案例積累不足的問題，國(guó)產(chǎn)化率仍為個(gè)位數(shù)水平，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代較為困難。但我們認(rèn)為在部分細(xì)分行業(yè)存在著一定替代機(jī)會(huì)，以寶信軟件、中控技術(shù)、和利時(shí)為代表的，有著客戶資源稟賦的工控企業(yè)有望憑借其行業(yè)Know-how和客戶信任度完成早期的案例積累。寶信軟件為寶鋼控股的工業(yè)軟件企業(yè)，于2021年7月發(fā)布了經(jīng)過十年積累研發(fā)的大型PLC產(chǎn)品，其結(jié)合冶金行業(yè)核心工藝算法，并在軋鋼等多條產(chǎn)線中獲得成功驗(yàn)證。復(fù)盤歷史，寶信軟件其他業(yè)務(wù)的高速發(fā)展離不開寶鋼內(nèi)部強(qiáng)有力的支持和持續(xù)孵化，從早年的鋼鐵MES，到中期的IDC都是先服務(wù)寶鋼內(nèi)部，待產(chǎn)品成熟，積累足夠案例后才會(huì)推向市場(chǎng)，并迅速取得成果。因此，我們看好寶信PLC復(fù)刻其MES、IDC的成長(zhǎng)邏輯，因?yàn)樵赑LC尤其是大型PLC市場(chǎng)內(nèi)，最重要的便是可靠性的驗(yàn)證和成功案例積累。在這方面，寶信軟件有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，在寶鋼內(nèi)部充分驗(yàn)證后，其市場(chǎng)接受度有望大幅提升。根據(jù)中商網(wǎng)、采招網(wǎng)、上海寶華國(guó)際招標(biāo)公司官網(wǎng)披露，寶信軟件的大型PLC落地也在持續(xù)推進(jìn)，在湛江鋼鐵冷軋新建超高強(qiáng)鋼熱軋卷均勻軟化退火機(jī)組工程中，寶信中標(biāo)了包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)三電系統(tǒng)的全國(guó)產(chǎn)化改造工作，具有較強(qiáng)的示范效應(yīng)，我們看好其未來在冶金行業(yè)持續(xù)獲取市場(chǎng)份額。DCS市場(chǎng)：火電擴(kuò)容與能源自主可控共振，看好電力DCS行業(yè)成長(zhǎng)近年來，由于化工、石化等下游行業(yè)景氣度較高，行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張帶來資本性開支同比持續(xù)上升，市場(chǎng)空間持續(xù)擴(kuò)容，帶動(dòng)我國(guó)DCS行業(yè)快速增長(zhǎng)。根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，我國(guó)化工DCS市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)提升，占總市場(chǎng)比重由從2018年的33.8%提升至2022年的43.0%。由于各公司DCS產(chǎn)品深耕的行業(yè)不同，其增長(zhǎng)與業(yè)績(jī)呈現(xiàn)與行業(yè)Beta共振的趨勢(shì)。比如過去兩年增長(zhǎng)較快的行業(yè)龍頭中控技術(shù)深耕化工與石化兩行業(yè)，根據(jù)公司年報(bào)披露，2022年，中控技術(shù)在化工、石化兩行業(yè)的份額分別達(dá)到54.8%、44.8%，均遠(yuǎn)高于總體占有率。隨著化工行業(yè)DCS系統(tǒng)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，中控技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模從2018年的27.5億元提升至2022年37.3億元，復(fù)合增速達(dá)到7.9%，遠(yuǎn)超DCS整體復(fù)合增速1.5%，中控技術(shù)的化工業(yè)務(wù)同樣實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)。短中期維度，我們認(rèn)為有相似增長(zhǎng)機(jī)會(huì)行業(yè)是電力行業(yè)，主要由兩個(gè)因素導(dǎo)致，一、電力行業(yè)新建產(chǎn)能有望提速；二、存量電力DCS系統(tǒng)有望迎來國(guó)產(chǎn)化換代周期。從細(xì)分行業(yè)上看，DCS在電力行業(yè)的應(yīng)用主要集中在火電和核電。根據(jù)國(guó)家能源局披露的全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，今年以來我國(guó)火力發(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)高增，截至2023年8月，我國(guó)火電裝機(jī)容量增加值已經(jīng)達(dá)到3429萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)72.9%。新興火電建設(shè)無(wú)疑會(huì)帶來DCS系統(tǒng)的增量空間，參考深耕電力DCS的和利時(shí)2023財(cái)年報(bào)（2022.7-2023.6），可以看到在整體環(huán)境承壓的情況下，其工業(yè)自動(dòng)化的訂單仍保持一定增長(zhǎng)，我們認(rèn)為其訂單獲取有望在下半年以及明年持續(xù)加速。從增量的角度來看，根據(jù)2021年10月發(fā)布的國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局關(guān)于開展全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知中附《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》文件中的表述，我國(guó)新增煤電機(jī)組將嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)，從機(jī)組參數(shù)水平的角度來看，新建非熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤發(fā)電項(xiàng)目原則上采用60萬(wàn)千瓦及以上超超臨界機(jī)組。而根據(jù)我們從北極星電力網(wǎng)、北極星火力發(fā)電網(wǎng)上公布的項(xiàng)目信息對(duì)2022年公布的317個(gè)煤電項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，其總規(guī)模約402.2GW，其中采用60萬(wàn)千瓦及以上發(fā)電機(jī)組的項(xiàng)目258個(gè)，共386.5GW，占新增發(fā)電產(chǎn)能約96%。從未來新建發(fā)電機(jī)組的規(guī)劃角度，根據(jù)刊登在中國(guó)能源報(bào)上由陳吟穎撰寫的《煤電要靈活性改造，更要合理規(guī)劃》一文，2022年9月，國(guó)家發(fā)改委召開煤炭保供會(huì)議，提出2022-2023年新開工煤電1.65億千瓦，2024年保障投運(yùn)煤電機(jī)組8000萬(wàn)千瓦。同時(shí)，文章提到為了應(yīng)對(duì)全社會(huì)用電需求的增長(zhǎng)、保障電力供應(yīng)安全，并支撐風(fēng)光可再生能源消納，預(yù)計(jì)在“十四五”期間，我國(guó)將新增2.3-2.8億千瓦煤電機(jī)組，到2025年末，煤電裝機(jī)有望超過13億千瓦。參考中電聯(lián)數(shù)據(jù)，2022