摘要:隨著PLC行業下游應用領域的多樣化發展,PLC應用范圍也呈現出擴大趨勢,PLC已由最初局限于大規模設備系統的應用逐步發展為適用于大、中、小型設備系統。隨著我國工業自動化的深入發展,我國PLC行業市場規模不斷擴大,從2019年的118.5億元增長至2022年的169.9億元。國內PLC市場份額主要由西門子、三菱、歐姆龍、羅克韋爾等歐美和日系巨頭占據,西門子在國內PLC市場的份額超過40%,三菱的市場份額約14%,國內企業PLC市場份額占比較低。
一、定義及分類
PLC是可編程邏輯控制器的簡稱,是一種主要應用于工業控制領域的控制器。PLC是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的新一代工業控制裝置,目的是用來取代繼電器、執行邏輯、計時計數等順序控制功能,建立柔性的編程控制系統。PLC主要由CPU、存儲器、輸入接口、輸出接口、通訊接口、擴展模塊接口組成。PLC通過輸入接口采集各種開關和傳感器的信號,通過輸出接口控制各種開關和動作機構;通過擴展模塊接口連接PLC擴展模塊,增加PLC控制的點數或者支持特殊功能;通過通訊接口與其他PLC及各種工業設備通訊;用戶通過運行在PC上的編程及調試軟件進行程序編寫和調試,程序保存在存儲器中。PLC運行時,CPU執行用戶保存在存儲器中的用戶程序,通過輸入接口、輸出接口、通訊接口以及擴展模塊控制自動化設備,實現各種動作工藝和邏輯。依據I/O點數不同,PLC可以劃分為小型PLC、中型PLC和大型PLC:
二、商業模式
1、采購模式
PLC企業采購主要根據“銷售需求+備貨需求”的方式進行定量采購。產品采購分為常備產品和非常備產品兩大類,常備產品采購一般根據銷售預測、歷史數據、訂貨周期、儲備量及現有庫存等制定備貨計劃;非常備品嚴格執行按訂單需求采購的原則。
2、生產模式
PLC企業的生產管理基于備貨和訂單相結合的模式。因行業下游客戶普遍要求較短的供貨期,PLC企業會儲備適量的通用產品應對周轉,兼顧生產計劃的原則性和靈活性?;趥湄浬a模式下,企業每月底根據銷售部門提供的標準產品未來滾動的預測銷量,結合合理庫存制定生產計劃,并在下月中旬根據當月實際銷量調整生產計劃。對于定制化產品,PLC企業主要采取“以銷定產”的生產模式,對于少部分每月銷量基本穩定的定制化產品,企業也會儲備適量的產品庫存,以應對較短的供貨期要求。
3、銷售模式
PLC企業采用經銷為主、直銷為輔的銷售模式,致力于為客戶提供豐富的工業自動化產品以及專業化的行業系統解決方案。由于公司產品下游應用極其廣泛,用戶遍布眾多行業,因此主要以經銷模式銷售給客戶,而對部分采購量大、產品個性化要求較高的戰略客戶,則采取直銷模式。PLC企業不斷加強對銷售團隊的建設,深化營銷網絡布局,并建立了快速反應、高效處理的綜合性技術服務平臺,培養了一批專業的技術服務工程師團隊,為客戶提供更為專業的服務。公司在全國部分主要城市設有辦事處,并配備區域經理、技術服務工程師等常駐人員,開拓市場的同時可以就近為客戶提供技術服務。
三、行業政策
1、主管部門及監管體制
PLC行業的主管部門包括工信部、發改委、科技部和商務部。工信部是國家工業自動化行業的主管部門,主要負責推進信息化和工業化融合,通過制定工業、信息化相關政策,對PLC行業的發展進行指導和規范;國家發改委作為國家的宏觀管理部門,通過制定國民經濟和社會發展規劃、擬訂綜合性產業政策、推進經濟結構戰略性調整等方式,對PLC行業進行宏觀管理;科技部通過制定科技發展規劃和方針、政策,統籌協調PLC行業相關技術研究。商務部負責推進流通產業結構調整,指導流通企業改革、商貿服務業和社區商業發展,推動流通標準化和連鎖經營、商業特許經營、物流配送、電子商務等現代流通方式的發展。
PLC行業的自律性組織包括中國自動化學會、中國電器工業協會、中國機電一體化技術應用協會、中國電機工程學會等,主要負責組織市場調研,研究PLC行業發展趨勢及發展戰略,推動PLC行業發展;向政府主管部門提出與PLC行業發展規劃、產業政策相關的建議;開展學術交流,促進技術的發展和應用;協助政府部門制訂、修訂PLC行業標準,并推進標準的貫徹實施。
2、相關政策
近年來,隨著我國工業自動化的深入發展,政府陸續出臺一系列扶持PLC的相關政策,如,2021年3月第十三屆全國人大四次會議發布《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,提出在智能制造與機器人技術領域,重點研制分散式控制系統、可編程邏輯控制器(PLC)、數據采集和視頻監控系統等工業控制裝備,突破先進控制器、高精度伺服驅動系統、高性能減速器等智能機器人關鍵技術。2021年11月,工信部發布《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》,聚焦可編程邏輯控制器(PLC)等工業控制系統,開展多點位、低延時、高可靠,低能耗軟件產品的聯合攻關和適配遷移推動制造企業側安全監測與管理系統等安全功能開發,加快在重點行業的集成應用。推動我國PLC軟件低延時、低能耗發展。PLC在機器人控制系統中發揮重要作用,《“機器人+”應用行動實施方案》的出臺,也給PLC行業發展提供了重大利好。發改委發布《產業結構調整指導目錄(2024年本)》,將可編程邏輯控制器(PLC)、中大型可編程邏輯控制器(PLC)等工業控制系統列入鼓勵類,促進我國PLC行業發展。
四、發展歷程
中國PLC行業發展至今,主要歷經了起步、緩慢發展以及穩定發展三個階段。20世紀70年代,中國從國外引進PLC,但由于當時PLC價格較為高昂,應用范圍相對較窄,僅主要應用于冶金、電力等規模較大的生產設備和控制系統中。90年代,中國政府對于PLC發展較為重視,在當時的機械電子工業部的領導下,中國機電一體化技術應用協會可編程序控制器(PLC)分會于1991年成立。隨著計算機技術、通信技術、自動控制技術等高新技術水平的提升,PLC研發門檻逐漸降低,產品價格逐步下降。另一方面,中國制造業的快速發展為PLC的應用提供了大量的市場機會,而隨著PLC行業下游應用領域的多樣化發展,PLC應用范圍也呈現出擴大趨勢,PLC已由最初局限于大規模設備系統的應用逐步發展為適用于大、中、小型設備系統。
五、行業風險
1、宏觀經濟波動風險
PLC行業所處工業自動化行業受宏觀經濟波動影響較大,產業與宏觀經濟波動的相關性明顯,尤其是和工業制造的需求、基礎設施投資等宏觀經濟重要影響因素強相關。國家宏觀政策調整、宏觀經濟運行呈現的周期性波動、下游行業存在景氣度不達預期等情況,將會影響PLC產品銷售,可能導致企業訂單減少、銷售困難、回款緩慢,因此公司存在受宏觀經濟波動影響的風險。
2、重要原材料依賴進口、價格波動風險
在當前國際貿易環境復雜、核心零部件國產替代仍需一定時間的情況下,如果短期內進口受限,可能會給PLC生產企業核心產品的研發和生產帶來不利影響。若原材料價格出現較大幅度上漲,原材料采購將占用更多的流動資金,增加企業的生產成本,并對PLC企業的經營業績產生影響。全球主要集成電路制造生產線均出現產能緊張的情況,芯片等關鍵物料的供需出現失衡;同時,受到近年來國際貿易政策的影響,國內客戶對于產品國產替代需求旺盛,導致企業芯片類原材料的價格上漲,物料儲備與回貨難度加大,采購成本上升。
3、技術開發風險
伺服系統和PLC產品的技術難點主要在于是否具備自調整功能、伺服驅動器響應速度、編碼器精度、電磁設計技術、可編程系統軟件和PLC總線周期等,國外龍頭廠商憑借多年來持續的研發投入和對先進技術的不斷探索在相關技術難點領域實現突破,國內廠商與其尚存在一定差距。若PLC企業未能在技術難點上研發成功,將導致無法將技術成果成功轉化為成熟的產品投入市場,或新產品投入后在綜合性能、可靠性、穩定性等技術指標方面不及預期,將會對企業的核心競爭力和長遠發展產生負面影響,進而影響企業的市場地位和可持續發展能力。另外若國外龍頭公司在技術研發方面有新的突破,而國內PLC企業無法進行持續研發縮短差距,則亦將對企業的新產品開發和競爭力帶來不利影響。
4、核心人才流失風險
技術人員及團隊在開發新產品、持續優化算法技術、提高產品質量和改進生產工藝等環節具有非常重要的作用,擁有研發創新和工藝提升能力的人才日益成為行業競爭的焦點。隨著工業自動化控制行業競爭態勢的加劇,若企業不能根據行業特點不斷健全人才培養和儲備機制,提供有競爭力的激勵措施,可能會導致PLC生產企業技術人員流失,由此帶來的技術泄密隱患、持續研發和創新能力下降將對企業的生產經營造成不利影響
5、研發投入風險
研發活動具有一定程度上的不確定性,若PLC生產企業較高金額的研發投入不能轉化為技術成果或者企業的技術成果轉化效果未達預期,將會限制企業收回相關研發成本的能力。此外,相關技術成果從研發完成到量產的過程中存在不被市場認可的風險,可能會對企業的盈利狀況造成不利影響。
六、產業鏈
1、行業產業鏈分析
從PLC行業產業鏈來看,PLC行業產業鏈上游主要是生產制造PLC的零部件,主要包括各類型電子元器件、通信器件、儀器儀表器件以及傳動器件等零部件。中游則主要是PLC的生產制造。下游應用于冶金、石化、電力、建材、汽車以及機械制造等領域。PLC作為工業控制的大腦,是整個工控系統的核心控制器,是保障工控產業鏈安全的核心部件。中國PLC行業產業鏈如下圖所示:


















從上游來看,PLC行業上游一般零部件生產企業數量龐大,且競爭激烈,提供近似無差異的產品,在產業鏈中的議價能力低,通常情況下不會發生原材料緊缺的局面,但芯片短缺問題成為普遍現象,PLC價格寬幅震蕩。從下游來看,PLC廣泛應用于各個工業行業,包括冶金、石化、電力、建材、汽車等行業,且各下游行業的PLC應用均比較成熟,隨著工業自動化的持續推進,我國PLC行業市場前景廣闊。
2、行業領先企業分析
(1)浙江禾川科技股份有限公司
禾川科技成立于2011年,并于2022年在科創板上市,主要從事工業自動化產品的研發、生產、銷售及應用集成。禾川科技的主要產品包括伺服系統、PLC等,覆蓋了工業自動化領域的控制層、驅動層和執行傳感層,并在近年沿產業鏈上下游不斷延伸,涉足上游的工控芯片、傳感器和下游的高端精密數控機床等領域。近年來,禾川科技營業收入不斷增加,2023年1-9月,禾川科技營業收入達8.85億元,同比增長26.14%。
(2)無錫信捷電氣股份有限公司
信捷電氣成立于2008年,并于2016年在主板上市,專門從事工業自動化控制產品的研發、生產和銷售。通過近年來的快速發展,其主要產品類型包括:工業智能控制系統中電氣控制系統,主要包括可編程控制器(PLC)、人機界面、驅動系統(主要是伺服驅動器和伺服電機)、機器視覺等;電氣控制集成應用,為工廠自動化領域客戶提供“整體工控自動化解決方案”。在支持柔性制造PLC技術方面具有優勢。2021年信捷電氣PLC業務營業收入達5.16億元,2022年PLC業務營業收入為5.11億元,較2021年略有減少。2023年1-6月,信捷電氣PLC業務營業收入為2.49億元,毛利率達55.03%。
七、行業現狀
近年來,隨著我國工業自動化的深入發展,我國PLC行業市場規模不斷擴大,從2019年的118.5億元增長至2022年的169.9億元。且隨著工業自動化水平不斷提高,PLC產品的技術水平也在不斷上升,下游應用范圍業更加廣泛,我國PLC行業市場潛力巨大。
八、發展因素
1、機遇
(1)國家政策支持制造業的轉型升級
工業自動化行業是為國民經濟各行業提供技術裝備的戰略性產業,是各行業產業升級、技術進步的重要保障和國家綜合實力的集中體現。政策在工業自動化行業發展中具有關鍵影響力。為實現由依靠規模增長的傳統工業化道路向依靠技術進步和可持續發展的新興工業化道路轉變,我國大力推動傳統制造業升級和高端裝備制造產業發展,高度重視工業自動化控制系統行業,鼓勵提高裝備制造業自主創新能力和國產化水平,產業政策支持力度不斷加大,先后出臺一系列政策,為行業發展提供了良好的制度環境和經營環境。如《“十四五”智能制造發展規劃》提出要推動制造業實現數字化轉型、網絡化協同、智能化變革”的發展路徑。提出到2025年,規模以上制造業企業大部分實現數字化、網絡化,重點行業骨干企業初步應用智能化;到2035年,規模以上制造業企業全面普及數字化網絡化,重點行業骨干企業基本實現智能化的發展目標。全面推動我國制造業的轉型升級
(2)自動化設備應用范圍廣,市場需求規模大
隨著我國經濟的不斷發展,終端消費者需求多樣化,以及對產品品質、定制化的需求不斷提升,這對制造廠商生產環節、工藝難度和制造水平的要求都在提升,而傳統人工操作的誤差及安全性風險導致制造業廠商對自動化生產需求強烈。我國制造業要縮小與發達國家的差距,需要在大批量生產技術基礎上,不斷向訂制化、智能化、集成化方向發展,采用從生產加工到檢測包裝的全程自動化控制技術,從而保證了產品的質量,提高了生產效率。因此,在我國制造產業升級的大背景下,我國工業自動化和智慧化發展勢不可擋。從而帶動我國PLC行業發展。
(3)人口紅利逐步消失帶動了制造業對自動化設備的需求
近年來,隨著人口紅利的逐步消失,我國的勞動力成本洼地效應逐漸減弱?!坝霉せ摹眴栴}困擾著越來越多的制造業企業,加上日益上漲的勞動力成本的影響,制造業產業升級的壓力與日俱增,自動化設備的廣泛使用也成為制造業的必然趨勢。市場對工業自動化需求的增長,有效促進了PLC行業主體加快創新步伐,增強市場競爭力,從而帶動了PLC行業的蓬勃發展。
(4)實現工業自動化設備國產替代的趨勢促進行業發展
我國工業自動化起步較晚,早期產品的可靠性與國際知名公司仍存在較大差異。但經過多年的發展,我國自動化行業廠商的技術水平和產品質量都在不斷提高并持續縮小與國外品牌的差距,并借助國內制造業產業升級帶來機遇,加快了對國外品牌的替代速度,國內廠商的市場份額持續擴大。近幾年,國際貿易摩擦地加劇,對我國相關領域內核心部件的“自主、安全、可控”提出了迫切需求,進一步推動了自動化設備的國產替代趨勢,為PLC等工業自動化設備實現進口替代提供了良好的市場機遇。推動我國PLC行業快速穩定發展。
2、挑戰
(1)行業基礎較為薄弱
與美國、德國、日本等工業發達國家相比,我國自動化行業起步較晚,PLC設備研發、生產水平相對較低。通過學習模仿與自主創新,我國PLC行業發展迅速,出現了眾多PLC廠商,但大多規模偏小,技術力量薄弱,在高端PLC領域還難以與國際知名廠商相競爭,為下游客戶提供全過程的研發、設計、制造及服務的能力也有待提升。因此,國內廠商需要加大資源投入,不斷提升產品性能、技術能力與服務水平,才能逐步梳理品牌形象和市場剩余,才能在市場競爭中脫穎而出。
(2)中小型企業自動化改造實力較弱
我國制造業中,中小型企業占據較大市場份額,作為PLC行業等自動化行業的潛在下游,中小型制造類企業可能存在資金實力不足、生產環境不匹配、停工成本等因素,導致自動化生產難以在中小型制造業企業普及,可能會對包括PLC行業在內的自動化行業整體發展產生不利影響。
(3)高端人才短缺
優質的研發技術人員是工業自動化行業發展的重要基礎,高端人才的缺乏已經成為制約我國工業自動化發展的主要瓶頸。由于工業自動化行業屬于技術密集型產業,產品研發與技術服務需要大量高端人才,但人才的培養需要一定的時間和適當的環境,現有的高端人才資源難以滿足行業內日益增長的人才需求。
(4)產業配套有待進一步提升
PLC偏技術密集型產品,從小型到大型,技術壁壘逐漸提高,進口替代難度也逐級上升。行業整體水平的提升既需要廠商自身具備較強的研發及制造能力,也需要相關基礎配套行業提供有力支撐。雖然我國的基礎材料及精密零部件等產業發展取得一定成效,但部分高端精密零配件的配套能力相對薄弱,對進口具有一定的依賴。
九、競爭格局
國內PLC市場份額主要由西門子、三菱、歐姆龍、羅克韋爾等歐美和日系巨頭占據,西門子在國內PLC市場的份額超過40%,三菱的市場份額約14%。歐美企業憑借領先的技術優勢在大中型PLC市場占據絕對壟斷地位,日系企業在小型PLC市場占有優勢,本土企業近年來發展迅速,在小型PLC市場的份額有望逐步提升。大型PLC第一大品牌是羅克韋爾,國內市場占比40%。大型PLC主要應用于冶金、電力、交通等領域,因此對產品的安全性,可靠性和抗干擾性要求比較高。
十、發展趨勢
PLC產品規模一方面將向速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC發展,以適應單機及小型自動控制的需要;另一方面,向高速度、大容量、技術完善的大型PLC方向發展。PLC網絡控制是當前控制系統和PLC技術發展的潮流,PLC與PLC之間的聯網通信、PLC與上位計算機的聯網通信已得到廣泛應用。未來,“控制+驅動”一體化將成為行業內各工業自動化控制設備廠商的發展方向,通過PLC和驅動器產品的一體化,可極大地降低系統成本與體積、提升系統總體性能。為滿足工業自動化各種控制系統的需要,PLC制造商需不斷開發新器件和模塊。隨著工業自動化的深入發展,以及PLC行業技術的不斷發展,我國PLC行業未來將朝著產品規模兩極化、通信網絡化、一體化、模塊化及智能化發展趨勢。
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