工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程日趨復(fù)雜，工業(yè)控制系統(tǒng)前景廣闊

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程日趨復(fù)雜，工業(yè)控制系統(tǒng)前景廣闊工業(yè)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以及分布式控制系統(tǒng)和使用可編程邏輯控制器控制本地化過(guò)程的小型控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)也屬于工業(yè)控制系統(tǒng)范疇。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速提高與生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)控制系統(tǒng)的要求不斷提升，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求日益旺盛。根據(jù)AMRAnalysis數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模為105．6億美元。2020年受新冠疫情影響，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模有所下降。未來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)各工業(yè)領(lǐng)域的普及和疫情恢復(fù)，我國(guó)工業(yè)控制市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步提升，AMRAnalysis預(yù)計(jì)2027年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到151．6億美元。工控系統(tǒng)主要包括PLC、DCS和SCADA三大類(lèi)工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS，Industrialcontrolsystem）是各式各樣控制系統(tǒng)類(lèi)型的總稱(chēng)，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(chē)電子等）、研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)（CAX、PLM等）、生產(chǎn)制造類(lèi)（MES、DCS等）、信息管理類(lèi)（ERP、CRM等）。而生產(chǎn)制造類(lèi)軟件主要包括：生產(chǎn)控制類(lèi)（PLC/DCS/SCADA）和制造執(zhí)行類(lèi)（MES）。工業(yè)控制系統(tǒng)涵蓋了多種類(lèi)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)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)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(zhuān)注于提供專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)設(shè)備，自動(dòng)控制系統(tǒng)提供商專(zhuān)注于對(duì)各類(lèi)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(zhuān)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(zhuān)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。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(chēng)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。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(lèi)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(hù)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(hù)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(chē)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(kāi)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(chē)、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(mén)子、羅克韋爾、施耐德、GE為代表。西門(mén)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?xún)r(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。過(guò)程控制對(duì)于智能制造的重要性智能制造需要強(qiáng)大的工業(yè)自動(dòng)化作為支撐。過(guò)程控制是工業(yè)自動(dòng)化的重要分支，廣泛應(yīng)用于新能源電池、薄膜、造紙、無(wú)紡布及衛(wèi)材、醫(yī)藥和食品等過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域。隨著人們物質(zhì)生活水平的提高以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，過(guò)程工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和功能也向更高的層次發(fā)展，為滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗等要求，過(guò)程控制已經(jīng)成為現(xiàn)代過(guò)程工業(yè)不可或缺的重要組成部分。我國(guó)智能制造尚處于起步階段，過(guò)程控制作為智能制造在過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的根基，其應(yīng)用水平將直接影響未來(lái)智能制造在過(guò)程工業(yè)的發(fā)展。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(mǎn)足客戶(hù)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(kāi)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(mén)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(mén)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)程控制行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀應(yīng)用領(lǐng)域拓展和檢測(cè)精度提高，檢測(cè)設(shè)備需求旺盛：在工業(yè)自動(dòng)化中，特別是連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化中，檢測(cè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具之一。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)過(guò)程參數(shù)的準(zhǔn)確檢測(cè)，可以及時(shí)準(zhǔn)確地反映工藝設(shè)備的運(yùn)行工況，為操作人員提供必要的操作依據(jù)，為自動(dòng)控制系統(tǒng)提供必要的信號(hào)，是過(guò)程控制中重要的前端系統(tǒng)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于檢測(cè)精細(xì)度的要求不斷提升，工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)對(duì)于檢測(cè)設(shè)備的需求日益旺盛。2020年全球自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備規(guī)模已達(dá)到68．7億美元。未來(lái)在全球工業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，市場(chǎng)規(guī)模仍將保持持續(xù)增長(zhǎng)。從細(xì)分領(lǐng)域角度，項(xiàng)目投資方在線檢測(cè)產(chǎn)品主要涉及自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備中的射線檢測(cè)設(shè)備、激光檢測(cè)設(shè)備和微波檢測(cè)設(shè)備。射線檢測(cè)技術(shù)、激光檢測(cè)技術(shù)和微波檢測(cè)技術(shù)等作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用范圍廣泛。射線檢測(cè)設(shè)備方面，工業(yè)檢測(cè)設(shè)備利用射線特質(zhì)，在不影響、不損害被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)物料的缺陷和不均勻性、判斷其狀態(tài)。檢測(cè)手段的非破壞性、檢測(cè)結(jié)果的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的可視化特性，避免了取樣試驗(yàn)以點(diǎn)帶面的局限性、彌補(bǔ)了人工感官檢查的不足，使檢查結(jié)果更具真實(shí)性、科學(xué)性，被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療CT檢查、工業(yè)品成分檢測(cè)和內(nèi)部缺陷等。隨著檢測(cè)精度要求提升和下游應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加，射線檢測(cè)需求將保持快速增長(zhǎng)。激光檢測(cè)設(shè)備方面，激光廣泛應(yīng)用于儀器與傳感器領(lǐng)域、材料加工與光刻領(lǐng)域、通信與光存儲(chǔ)領(lǐng)域、科研與醫(yī)療與美容領(lǐng)域、顯示與打印領(lǐng)域。激光檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用的是激光傳感器，根據(jù)中金企信國(guó)際咨詢(xún)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年全球激光傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到9．89億美元。專(zhuān)家預(yù)計(jì)未來(lái)全球激光傳感器市場(chǎng)規(guī)模將以9．61%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，2026年將達(dá)到17億美元。微波檢測(cè)設(shè)備方面，微波對(duì)非金屬?gòu)?fù)合材料具有較好的穿透性，多用于檢測(cè)塑料、陶瓷、玻璃、橡膠、木材以及各種復(fù)合材料等，如檢測(cè)紙張/無(wú)紡布中的水分、膠接結(jié)構(gòu)和蜂窩結(jié)構(gòu)件中的分層、金屬加工工件表面粗糙度、裂紋等，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，市場(chǎng)需求量較大。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程日趨復(fù)雜，工業(yè)控制系統(tǒng)前景廣闊：工業(yè)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以及分布式控制系統(tǒng)和使用可編程邏輯控制器控制本地化過(guò)程的小型控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)也屬于工業(yè)控制系統(tǒng)范疇。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速提高與生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)控制系統(tǒng)的要求不斷提升，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求日益旺盛。根據(jù)中金企信國(guó)際咨詢(xún)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模為105．6億美元。2020年受新冠疫情影響，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模有所下降。未來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)各工業(yè)領(lǐng)域的普及和疫情恢復(fù)，我國(guó)工業(yè)控制市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)2027年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到151．6億美元。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)采用各種檢測(cè)儀表和