plc现代技术的发展趋势（工业软件行业研究报告）

（报告出品方/作者：天风证券，缪欣君、罗戴熠）

产品简介：PLC可编程逻辑控制器基本情况概览

PLC定义：可编程逻辑控制器结构与功能

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）以微处理器为基础，融合计算机技术、自动化技术和通讯技术的新型工业控制装置，使用被称为”扫描周期“的循环扫描法工作，实现工业自动化控制中的联网通讯、人机交互、过程控制，逻辑编程等功能，具有运作稳定、编程简单等特点。PLC控制系统由CPU、存储器、I/O接口（用来接收和输出信号，接口数量越多可应用场景越复杂）、通信模块、外部设备借口等部分组成。

PLC发展历程：技术革新带来产业整合升级，软件发展推动PLC智能化

70年代个人计算机的出现和工业对PLC软件编程的标准化需求推动PLC编程普及和标准化；80、90年代日益复杂的工业流程逐渐自动化，PLC逐步智能化、小型化；进入21世纪，硬件技术的发展丰富PLC应用，工业对于数字化采集、共享与处理的需求推动PLC技术变革。工业智能化需求结合软硬件端技术发展推动PLC新一轮变革，国产创新型厂家或将面临新一轮重大发展机遇。

全局视角：行业需求端分析

PLC市场空间及增速：中国市场增速快于全球市场，具有发展潜力

2020年全球PLC市场规模约123亿美元。根据ReportLinker数据预测，2020年全球PLC市场为120.4亿美元，预计到2027年将达到 157.9亿美元，年复合增长率为4.56%。据睿工业数据，预计2023年中国PLC市场规模约165.4亿人民币,其中小型 PLC、大中型 PLC 的市场规模分别为 80.72 亿元、84.68 亿元。我们认为中国PLC市场长坡厚雪，具有发展潜力。

PLC下游行业场景：PLC与行业深度绑定，行业应用广泛

技术发展降低PLC 研发门槛，中国制造业快速发展催生了对于PLC的需求。随着下游应用领域的多样化发展，与下游行业深度绑定的PLC 应用范围和深度大幅拓展。大中型PLC主要用于项目型市场，小型PLC主要应用于OEM市场。国内大中型PLC主要应用于动力电池、物流和汽车等行业，小型 PLC主要应用于纺织机械、电子及半导体和包装机械等行业。

PLC主要商业形式：项目型与OEM共存，新兴产业与传统行业持续拉动

项目型市场以独立项目作为成本核算，属于单一形式。 OEM市场即代工生产市场，企业根据原公司委托合同进行产品制造与研发，涉及企业间的合作。OEM 市场需求主要来自于传统制造业产业升级和新兴行业生产线自动化需求。项目型市场受“智能制造”和“双碳”目标影响进行智能化转型，加大对中大型PLC需求。新兴行业中存在大量工业控制自动化的需求。新能源汽车产业和半导体行业对PLC需求量较大。综上，我们认为传统工业以及新兴行业对于PLC存在较大需求。

PLC主要商业形式：OEM逐步成为PLC主力市场，占比持续提升

近年来新能源汽车、3C产业和半导体等制造业转型升级刺激需求快速增长，OEM市场占比连续三年上升。未来随着新兴行业持续扩产和改造，我们预计未来OEM对应PLC产品将实现快速增长。

PLC中小型产品特征分析：小型工作相对独立，中型适用于初步协同合作

小型机侧重于控制单台设备，中型机适用于较为复杂的逻辑控制系统和连续生产过程控制。小型机没有形成完整的解决方案，功能较为单一，以单台设备如卷绕机的控制为主。不具备生产设备之间的协同或逻辑控制等功能，各小型机之间工作相对独立。中型机具备生产设备之间的协同或逻辑控制功能，如在粗糖生产中执行传送、清洗、加热、冷却和填充等工序，实现逻辑控制和生产过程的控制。

PLC大型产品特征分析：侧重复杂工业场景，强调软硬结合

大型PLC侧重于设备、过程自动化控制等复杂工业场景，强调软硬件结合。在项目应用中涉及应用端、数据端和控制端的协同运作，因此软件端在数据采集与分析、通信和网络安全较中小型PLC要求更高，覆盖面更广。硬件端除技术面支持软件端功能实现，还应具有更强的可拓展性和可靠性。艾默生的大型PLC集成应用实现86台自动堆垛起重机（ASC）的远程操作、协调和实时监控。该解决方案以大型PLC、远程操作员站（ROS）和数据采集与处理系统等软硬件结合为基础，实现该大型ASC项目的自动化、操作远程化。

映射视角：海内外巨头与中国领军

中国PLC市场现状：中小型国产化有所提升，大中型市占率仍处于劣势

在大中型PLC与外资品牌的竞争中处于劣势。目前我国PLC市场依旧呈现被外资高度垄断的局面，外资本土品牌起步较晚，PLC 技术研发投入不足。国产厂家产品主要集中于小型PLC产品，产品同质化严重。同时国产PLC企业长期“轻”技术研发、“重”系统集成应用的发展路径使国产厂商缺乏行业Know-how，2020年海外品牌占比89%。本土品牌市占率仅11%，主要以信捷电气、汇川技术为代表，市场规模相对较小。目前本土品牌主要以提供小型 PLC 产品为主。

国产中小PLC厂家与海外对比：稳定性、软件生态、功能种类等仍存劣势

国产中小PLC厂商与海外厂商差距逐渐缩小，但仍有不足。禾川科技Q1系列PLC采用总线型控制架构，与国内主要竞争对手处于同一水平。相较于外资品牌，在产品的长期稳定性、软件生态、功能种类等方面仍存在一定劣势。外国厂商通过提供一体化的自动化解决方案增强客户粘性和一体化产品销售。

国产大型PLC与海外对比：西门子PLC系列产品SIMATIC发展历程

国产大型PLC厂商发展较晚，技术优势不明显，缺乏深厚行业Know-how。从西门子SIMATIC发展历史来看，90年代SIMTAIC发展伴随着以太网和全产业链自动化概念；进入21世纪，SIMATIC发展伴随信息化技术发展；进入第二个十年，随着人工智能、云平台等软件端发展SIMATIC 实现初步实现智能化并向智能制造迈进。海外PLC厂商紧扣市场需求提出全集成自动化和智能工厂先进理念，通过硬件端技术优势和丰富软件生态完善大型解决方案，积累深厚行业 Know-how同时增强客户粘性。

国产大型PLC与海外对比：海外厂商的优势在哪里？

西门子实现设计研发、生产制造和数据反馈与分析的良性循环和全集成自动化解决方案，解决方案以大型PLC为主。西门子紧扣市场需求，凭借行业Know-how,技术壁垒和客户粘性构筑“护城河”。强大软件端生态保障完善解决方案。在电池行业解决方案中，西门子利用数字孪生技术实现电池生产流程的数字化，如通过虚拟仿真改进电池成本配比，对工厂生产进行提前规划和优化，利用产品效能等数据进行分析并帮助企业改进产品和生产系统、洞察潜在的市场机会。

展望未来：国产PLC迎来重大历史机遇

利好政策频出，提升智能制造升级

根据《智能制造发展规划（2016~2020年）》，目标2020年，关键工序数控化率超过50%，数字化车间或智能工厂普及率超过 20%。《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》进一步提出要发展包括智能化制造等在内的新产品新模式新业态；推动行业领域数字化转型；发展专业化系统解决方案提供商企业。《规划》提出到2025年关键工序数控化率达68%，工业互联网平台普及率达 45%。

本土PLC企业具有发展潜力，国产替代利好PLC发展

中国本土品牌依靠本土化优势和技术提升，在强化小型PLC市场竞争优势的同时不断渗透中高端市场。本土企业依靠对下游行业客户的高性价比、及时服务响应以及逐步积累Know-how，在政策和工业自动化发展趋势的刺激下获得发展良机。

自主保障与工控安全推动国产替代。工信部《工业控制系统信息安全行动计划（2018-2020 年）》提出提升工业控制系统安全防护能力，加快培育工业控制系统生产企业和安全服务商。《工业自动化和控制系统网络安全-可编程序控制器（PLC）》针对PLC领域，规定网络安全各方面安全防护要求。我们看好技术实现自主可控的PLC相关软硬件公司。

PLC向工业智能控制转变趋势明显，国产创新厂家或凭技术革新弯道超车

工业4.0与中国智造推动PLC向工业智能控制器转变。随着工业领域革新，过去基于“金字塔”架构的基本假设需要被重置，取而代之的是扁平化架构，简单化流程和智能化分析。随着5G、物联网等新技术发展，PLC将迎来重大技术革新。2021年6月,华为携手宝信软件等发布首个广域云化PLC的试验成果，实现跨越600公里距离的广域云化PLC的部署和稳定运行。开源系统推动软硬件厂商跨界联动,软件服务商迎来发展良机。基于Linux等开源操作系统的新一代“PLC”逐渐壮大。2021年10月, 中国联通和浙江中控联合发布基于5G MEC的云化PLC品牌“DeepControl”。我们认为建立在工业4.0结构上的新一代PLC具有创新技术革命和软硬件厂商跨界联动的特征，国产创新厂家有望实现弯道超车。

“三路径”引领PLC发展趋势

随着工业物联网的发展，工厂结构愈发扁平，传统的金字塔结构将迎来变革，PLC将重新被定义：数据自由流动，来源与使用多样化和节点智能化。以下是三类未来PLC可能的演化路径。边-云架构：PLC被嵌入更多智能化功能并直连云平台，成为工业智能控制器。施耐德电气M262集逻辑控制与运动控制为一体并能够直连云平台。云化PLC：采用软件定义的PLC与工业互联网平台直连，实现PLC的远程控制；APP和分析结构嵌入机器与云端使 PLC实现智能化和自我感知。华为等多家单位携手发布的首个广域云化PLC实验成果实现跨越600公里的广域云化PLC的部署和稳定运行。植入型PLC：PLC小型化并可植入机器内部，成为机器的“器官”。

国产厂商三巨头

宝信软件——深耕首发于钢铁行业，智能制造龙头已推出重磅PLC产品

宝信软件是中国领先的工业软件行业应用解决方案和服务的提供商。宝信软件源于1978年宝钢股份的自动化部，专注于钢铁行业信息化和自动化，产品与服务广泛分布于钢铁、交通等多行业。公司把握新兴技术发展方向和实行商业模式创新，秉持智慧化发展战略，是具备丰富产品矩阵的行业领军企业。

中控技术——流程性行业智能制造龙头，积极布局PLC开拓发展边界

中控技术是智能制造领域流程性行业龙头企业。中控技术作为国内领先的流程工业智能制造整体解决方案提供商，专攻流程工业的产业数字化需求，深耕自动化控制系统并自主研发工业软件、行业解决方案等产品，形成“工业3.0 4.0”产品和解决方案架构。 2021年中国DCS市占率达到33.8%，连续11年蝉联第一名。我们认为中控技术的产品与服务具有优势并已经与下游客户形成长期稳定的合作关系，未来公司有望在已有的基础上进一步推动国产替代和技术革新。

汇川技术——工控行业领导者，国产中小型PLC领军

汇川技术是工控行业的领导者。汇川技术聚焦工业领域自动化、数字化和智能化，专注于“信息层、控制层、驱动层、执行层、传感层”相关核心技术，涉及电梯电气大配套等交通五大领域。2021年营收达到179.43亿，同比增速达55.87%。在同行业中居于龙头地位。公司2021年工业自动化营收占比达50%，其中 PLC 业务以中小型PLC为主，在中国市场市占率为 6.89%，位居内资品牌第一名。

报告节选：

plc现代技术的发展趋势（工业软件行业研究报告）(1)