一、行業(yè)相關(guān)定義
工控系統(tǒng)( ICS,Industrial control system )是各式各樣控制系統(tǒng)類型的總稱,是由各種自動化控制組件以及對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測的過程控制組件,共同構(gòu)成的確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動化運(yùn)行、過程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)。
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)》顯示,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 )。
工控系統(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Level 1,而DCS屬于Level 1 和Level 2,而SCADA則屬于Level 2 。
PLC/DCS/SCADA之間的定位
名稱 | 層級定位 | 定義 | 系統(tǒng)/產(chǎn)品劃分 |
SCADA | 調(diào)度管理層 | 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng) | 系統(tǒng) |
DCS | 廠站管理層 | 集散控制系統(tǒng) | 系統(tǒng) |
PLC | 現(xiàn)場設(shè)備層 | 可編程控制器 | 設(shè)備產(chǎn)品 |
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
PLC(Programmable Logic Controller,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)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程,可以將控制指令隨時載入內(nèi)存進(jìn)行儲存與執(zhí)行。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求,將其存入PLC的用戶程序存儲器,運(yùn)行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。
DCS(Distributed Control System ,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)行整個生產(chǎn)過程,將各個分站進(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、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)對生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)視功能。
SCADA:(Supervisory Control And Data Acquisition,監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)),是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的實(shí)時分布式系統(tǒng),可對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控,并為安全生產(chǎn)、調(diào)度、管理、優(yōu)化和故障診斷提供依據(jù)。SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用來收集現(xiàn)場信息,將這些信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng),并且用圖像或文本的形式顯示這些信息。
二、行業(yè)發(fā)展歷程
我國工控系統(tǒng)行業(yè)是伴隨著改革開放起步的,從發(fā)展路徑上看,大部分企業(yè)是在引進(jìn)成套設(shè)備和各種工業(yè)自動化系統(tǒng)的同時進(jìn)行消化吸收,然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用;也有一部分企業(yè)通過引進(jìn)國外技術(shù),與外商合作合資生產(chǎn)工控自動化產(chǎn)品。經(jīng)過多年的技術(shù)積累和應(yīng)用實(shí)踐,我國工業(yè)自動化控制技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用有了很大發(fā)展。
近些年,國產(chǎn)品牌憑借快速響應(yīng)、成本、服務(wù)等本土化優(yōu)勢不斷縮小與國際著名品牌在產(chǎn)品性能、技術(shù)水平等方面的差距,市場份額逐漸提升。工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣泛,幾乎遍及所有工業(yè)領(lǐng)域,在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景下,我國傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、工廠自動化和企業(yè)信息化均需要大量工業(yè)自動化系統(tǒng),市場潛力巨大。
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
三、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及工控系統(tǒng)行業(yè)進(jìn)步,我國工控系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。我國工控系統(tǒng)行業(yè)的市場規(guī)模從2018年的2436億元增長至2022年的3371億元,保持了8.46%的年均復(fù)合增長率,高于同期我國GDP增長率,表現(xiàn)出良好的市場增長態(tài)勢。
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
從細(xì)分市場來看,項(xiàng)目型市場在我國工控系統(tǒng)行業(yè)細(xì)分市場中占比超過50%,隨著我國工控系統(tǒng)行業(yè)的整體發(fā)展,其市場規(guī)模由2018年的1534億元增長至2022年的1948億元。
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
OEM市場在我國工控系統(tǒng)行業(yè)細(xì)分市場中占比低于項(xiàng)目型市場,但其近年來隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展,其市場規(guī)模增速超過項(xiàng)目型市場,市場規(guī)模也由2018年的902億元增長至2022年的1423億元。
資料來源:中國工控系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
四、行業(yè)競爭格局
國內(nèi)工業(yè)自動化行業(yè)企業(yè)眾多,經(jīng)營規(guī)模、經(jīng)營效益呈現(xiàn)為“金字塔”狀分布,極少量跨國公司和國內(nèi)企業(yè)共同構(gòu)成金字塔的上部,這些企業(yè)既是產(chǎn)品提供商,又可為客戶提供綜合性的整體解決方案。目前數(shù)家國外廠商依然占據(jù)著國內(nèi)以大型項(xiàng)目、復(fù)雜項(xiàng)目為代表的高端市場主要份額,并提供具有更高附加值的綜合性智能制造解決方案;同時國內(nèi)頂尖供應(yīng)商在智能制造解決方案已取得突破,并在高端市場逐漸站穩(wěn)腳跟。
1、PLC
中國PLC市場主要由外資品牌主導(dǎo),市占率較高。外資品牌主要以西門子、羅克韋爾、施耐德、GE 為代表。西門子在中國市場占據(jù)領(lǐng)先的市場地位,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市場中具有較強(qiáng)競爭優(yōu)勢,羅克韋爾排名第四,但是其在大型PLC產(chǎn)品是絕對的龍頭。
本土品牌市占率較低,主要以信捷電氣、匯川技術(shù)、麥格米特、和利時為代表,市場規(guī)模相對較小,目前本土品牌主要以提供小型 PLC 產(chǎn)品為主。
2、DCS
本土品牌以中控技術(shù)、和利時為主,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。
化工領(lǐng)域主要以中控技術(shù)、和利時、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、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。
3、SCADA
本土品牌主要有主要有力控科技、亞控科技、紫金橋軟件等。國產(chǎn)品牌行業(yè)應(yīng)用在市政、石油、基礎(chǔ)設(shè)施等應(yīng)用領(lǐng)域形成了相對穩(wěn)定成熟的市場;外資品牌主要有艾默生、ABB、霍尼韋爾等,在電子半導(dǎo)體、軌道交通、煙草、食品飲料、水處理等行業(yè)應(yīng)用廣泛。