工业软件行业报告：长坡厚雪，国产PLC厂商迎来历史性发展机遇

1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告| 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明计算机强于大市强于大市维持2022年07月12日（评级）分析师缪欣君SAC执业证书编号：S1110517080003联系人罗戴熠工业软件行业报告：长坡厚雪，国产PLC厂商迎来历史性发展机遇行业深度研究 2投资摘要请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明◆PLC种类繁多，对应不同工业场景。PLC实现工业自动化控制中过程控制等功能，按I/O点数可分为小型、中型和大型PLC；按结构分类可分为整体式、叠装式和模块式PLC。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，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。◆中国市场长坡厚雪，国产厂家具有发展潜力。2020年中国大中型和小型PLC分别增长18%和7%，达63亿和67亿元，增速高于全球PLC市场。同时中国制造业尤其是新兴行业的快速发展催生较大PLC需求。OEM市场占比逐年提升，逐渐成为PLC主力市场。国产厂商起步较晚，存在技术落后、缺乏行业Know-how等问题，2020年中国厂商市占率仅11%且集中于小型PLC产品，以汇川技术等企业为代表。◆政策推动智能制造升级，国产初见成效叠加工控安全需求。《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》提出要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，2025年关键工序数控化率达68%，工业互联网平台普及率达45%。同时本土品牌依靠本土化优势和技术提升，从小型PLC市场向上攀登中高端市场。自主保障与工控安全需求推动国产替代，工信部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。◆技术革命推动产品升级，国产厂家或弯道超车。工业4.0颠覆传统工业领域“金字塔”架构，扁平化架构、简单化流程和智能化分析新需求与5G、物联网等新技术推动PLC向工业智能控制器转变，并具有创新技术革命和软硬件厂商跨界联动的特征，国产创新型厂家或面临重大发展机遇。◆重点关注宝信软件、中控技术和汇川技术：宝信软件深耕钢铁领域，突破外国厂商垄断的大型PLC钢铁市场。在当前钢铁企业面临降本增效，节能减排的双重压力之下，势必进行信息化、智能化升级，同时在宝武“一企业多基地”管控模式和并购过程中，客户群体将不断扩大且涌现出大量信息化、自动化改造需求，公司大型PLC迎来历史性发展契机。中控技术由工业3.0开始形成“工业3.0+4.0”产品和解决方案架构，通过控制系统等产品布局已经成为流程性行业智能制造龙头公司。公司拥有强大自动化发展基因，自主研发DCS蝉联11年中国DCS行业第一，积极开拓PLC在新能源和轨交等行业布局，具有发展潜力。汇川技术聚焦工业领域自动化、数字化和智能化，专注发展核心技术。作为中小型PLC市场最大国产品牌，汇川技术形成成熟解决方案并打入存在大量扩产、升级需求的新兴行业中，渗透率有望持续提升。◆风险提示：宏观经济不景气；政策落地不及预期；技术推广不及预期；下游行业需求不及预期；外部技术封锁风险，贸易摩擦加剧风险。 目录3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1、PLC简介◆1.1、PLC定义：可编程逻辑控制器结构与功能◆1.2、PLC在工业中的简单应用◆1.3、PLC分类：可编程逻辑控制器按I/O点数分类◆1.3、PLC分类：可编程逻辑控制器按结构分类◆1.4、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2、PLC需求端分析◆2.1、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◆2.2、PLC下游行业场景：PLC与行业深度绑定，行业应用多样化◆2.3、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◆2.4、PLC主要商业形式：OEM逐步成为PLC主力市场，占比持续提升◆2.5、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◆2.6、PLC大型产品特征分析：侧重复杂工业场景，强调软硬结合3、国内外厂家对比：差距在哪里？◆3.1、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◆3.2、中小型PLC能力对比：国内领军与海外大厂性能差距逐渐缩小◆3.3、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◆3.4、国产大型PLC与海外对比：西门子PLC系列产品SIMATIC发展历程◆3.5、国产大型PLC与海外对比：海外厂商的优势在哪里？4、长坡厚雪，国产PLC厂商迎来历史性发展机遇◆4.1、利好政策频出，提升智能制造升级◆4.2、本土PLC企业具有发展潜力，国产替代利好PLC发展◆4.3、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◆4.4、“三路径”引领PLC发展趋势5、白马在当下◆5.1、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5.1.2 大型PLC已发布，市场逐步认可◆5.2、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5.2.2强大自动化发展基因，积极推进PLC发展◆5.3、汇川技术——工控行业领导者，国产中小型PLC领军6、投资建议7、风险提示 4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明产品简介：PLC可编程逻辑控制器基本情况概览产品定义、产品分类与发展历程 51.1、PLC定义：可编程逻辑控制器结构与功能请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明◆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结构与功能输入采样结果输出数据处理资料来源：自动控制网，天风证券研究所其他任务将数据写入输出模块执行程序从输入模块读取数据开始循环并记录次数组织块（OBs）资料来源：PLC：Basics，Types & Applications，Vidya Muthukrishnan，天风证券研究所PLC结构示意图PLC工作原理示意图 6请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1.2、PLC在工业中的简单应用PLC在金属管切割中的应用资料来源：西门子官网，天风证券研究所资料来源：西门子官网，天风证券研究所大型PLC S7-1200◆控制驱动器扭矩和速度◆检测压力和传感器◆实时收集和可视化数据◆实时警告伺服驱动器S210◆张紧金属管◆施加扭矩◆传送金属管金属管加工◆切割出的金属管质量提升◆加工效率提升◆PLC收集的实时数据用于改进生产工艺和生产流程资料来源：DMC官网，天风证券研究所 71.3、PLC分类：可编程逻辑控制器按I/O点数分类请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明PLC按I/O点数分类◆存储容量：8~16KB◆特点：具有计算、控制和协调功能和强大网络结构。监视系统采用CRT显示能够显示动态流程。◆适用范围：适用于设备自动化、过程自动化的控制和过程监控系统等◆市场情况：技术壁垒高，主要面向项目型市场，目前主要由外国厂商垄断◆存储容量：2~8KB◆特点：在小型PLC功能基础上，具有较强的通信功能、数字计算能力和模拟量处理能力◆适用范围：适用于较为复杂的逻辑控制生产系统和连续生产过程控制◆市场情况：技术壁垒高，主要面向项目型市场，目前主要由外国厂商垄断◆存储容量：2KB以下◆特点：体积小、价格低、功能以开关量控制为主，相对单一◆适用范围：适用于控制单台设备或开发机电一体化产品◆市场情况：准入门槛低，产品同质化严重，国产化程度较高，主要面向OEM市场小型PLC I/O点数256点以下中型PLC I/O点数256点~2048点大型PLC I/O点数2048点以上资料来源：西门子官网，天风证券研究所资料来源：西门子官网，天风证券研究所资料来源：容感电气，罗克韦尔官网，天风证券研究所 81.4、PLC分类：可编程逻辑控制器按结构分类请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明PLC按结构分类◆结构特征：电源、储存器等组成单元以模块的形式进行叠装◆特点：兼具整体式的结构紧凑和模块式的灵活性◆结构特征：电源、储存器等组成单元以模块的形式组合，可根据生产需要进行模块拓展◆特点：可拓展性强，易于检测故障，易于拆卸并更换故障模块，减少停机时间◆适用范围：以中大型PLC为主◆结构特征：电源、储存器等组成单元被集成于一个机箱内，无法更改◆特点：体积小，集成度高，结构紧凑，价格低，拓展性低◆适用范围：以小型PLC为主整体式PLC 模块式PLC 叠装式PLC 资料来源：AUTOMATIONDIRECT,天风证券研究所通讯模块I/O接口电源控制器资料来源：DirectIndustry，天风证券研究所资料来源：BASICPLC.COM，天风证券研究所 9请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1.5、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1960s~1970s•控制系统仍使用继电器来处理，具有不便扩展、器件极易损坏及故障和故障排查费时费力等问题。•产品较为原始但在当时足够可靠耐用以及简单轻巧。1970s•随着PLC编程软件ICOM与个人计算机的兴起，计算机可进行PLC相关编程。PLC的可操作性、与行业的贴合度大大提升。•PLC软件标准发布，市面上所有软件产品实现一致性。1980s~1990s•日益复杂的生产过程和功能拓展需求推动PLC使用分布式控制功能。•工业自动化需求推动以太网与PLC结合和HMI的发展。PC电脑和LCD显示器的发展推动PLC小型化。•1996年西门子提出全生产链自动化概念。21世纪•PLC制造商进入整合期。硬件技术的发展使PLC实现大量高级功能。•PLC信息化程度不断升级。•ERP企业资源规划与PLC结合，数字化工厂大幅发展。•随着人工智能、5G等新技术的发展，PLC实现虚拟仿真等功能，未来将逐步实现自组织物联网等功能。◆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。技术革新带来产业整合升级，软件发展推动PLC智能化资料来源：西门子官网，c3controls，IoT Security News，Automationprimer，《History of Control：History of PLC and DCS》Vanessa Romero Segovia and Alfred Theorin，物联网智库，天风证券研究所 10请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明全局视角：行业需求端分析市场规模：中国市场具有潜力应用场景：下游行业多元化发展，市场需求较大商业形式：项目型与OEM市场共同拉动产品特征：针对不同应用场景各有侧重 11请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明◆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。资料来源：禾川科技招股说明书，天风证券研究所2.1、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2017~2023中国PLC市场规模增长空间广阔，下游市场分布广泛小型PLC