一、PLC是現代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱之一，有著(zhù)巨大發(fā)展潛力
PLC是工業(yè)3.0 時(shí)代的典型產(chǎn)物，已被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中,成為一種最重要、最普及、應用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制裝置，并與 CAD/CAM、機器人被共同譽(yù)為現代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱?？梢?jiàn)其重要性不言而喻。
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國PLC行業(yè)發(fā)展現狀分析與投資趨勢預測報告（2025-2032年）》顯示，自21 世紀以來(lái)，工業(yè)自動(dòng)化作為智能制造的重要基礎，受到世界各國廣泛關(guān)注，美國、德國等世界工業(yè)強國均把發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展方向，提出了“工業(yè) 4.0”等一系列戰略規劃。
我國也不例外。近幾年，隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的不斷發(fā)展，為支撐國內制造業(yè)轉型與升級、鼓勵工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展與創(chuàng )新，國家陸續出臺了多項政策。例如《“十四五”智能制造發(fā)展規劃》、《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》等產(chǎn)業(yè)政策。這些政策明確了工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展方向和目標，提供了清晰的政策導向。2023年我國工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)規模為3115億元，同比增長(cháng)10.97%。
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預計在“智能制造”、“雙碳”目標等政策的催化下，工業(yè)自動(dòng)化改造進(jìn)程將會(huì )逐步加快，而 PLC 作為各類(lèi)機械及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制的核心部件，未來(lái)5-10年將持續處于部署的熱潮之中。
二、行業(yè)快速發(fā)展，國產(chǎn) PLC市場(chǎng)份額逐漸擴大
PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），是指在繼電器控制技術(shù)的基礎上，融合微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現代通信技術(shù)的逐步發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)自動(dòng)控制裝置，具有可編程性、較高的易用性、較強的實(shí)時(shí)控制能力以及高可靠性等特征。
PLC特征
| 特點(diǎn) | 相關(guān)情況 |
| 可編程性 | PLC 是一種通用型控制器，具有可編程性的特點(diǎn)。PLC 在硬件配置、軟件功能上不針對具體行業(yè)定制化開(kāi)發(fā)，而是將具體控制邏輯的開(kāi)發(fā)權交給用戶(hù)，通過(guò)編寫(xiě)用戶(hù)程序、更改硬件模塊配置，PLC 可以用于不同行業(yè)的控制系統，使其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中具有廣泛的適用性。PLC 的編程語(yǔ)言多樣，包括梯形圖（LD）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）、指令表（IL）和結構化文本（ST），滿(mǎn)足了不同用戶(hù)的需求。 |
| 較高的易用性 | PLC 作為一種取代繼電器控制系統的控制器，其在編程語(yǔ)言上首先采用了貼近電路圖的圖形化編程語(yǔ)言梯形圖（LD），使得不具備匯編語(yǔ)言、高級語(yǔ)言編程能力的電氣工程師可以直觀(guān)地使用圖形化語(yǔ)言編寫(xiě)程序，對于用戶(hù)而言具有較好的使用體驗。 |
| 較強的實(shí)時(shí)控制能力 | PLC 的實(shí)時(shí)性體現在其對于控制信號的處理和響應速度快、穩定可靠。PLC 采用專(zhuān)用的硬件架構和實(shí)時(shí)操作系統，使得其能夠在微秒級別的時(shí)間內響應控制指令，并實(shí)時(shí)監測和調整生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數。 |
| 高可靠性 | PLC 作為針對工業(yè)使用場(chǎng)景設計的控制器，針對電氣環(huán)境變化、溫濕度環(huán)境變化采用了專(zhuān)門(mén)的可靠性設計措施，并在硬件結構上采用了工業(yè)級的設計標準，使其相較于工控機、PC-Based 等硬件設計相對簡(jiǎn)單的控制器具有更好的可靠性。 |
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我國PLC行業(yè)開(kāi)始發(fā)展于20 世紀 70 年代，但在很長(cháng)一段時(shí)間，受限于市場(chǎng)容量較小且國內主體“輕”技術(shù)研發(fā)、“重”系統集成的發(fā)展路徑，使得技術(shù)水平提升緩慢。直到進(jìn)入 21 世紀，隨著(zhù)我國計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等高新技術(shù)水平的逐步提高，以及國內制造業(yè)的快速發(fā)展，PLC 行業(yè)的技術(shù)水平逐漸提升，市場(chǎng)得到了快速發(fā)展。有數據顯示，2023 年我國 PLC 市場(chǎng)規模接近 160.44 億元左右。
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隨著(zhù)行業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn) PLC 品牌也已悄然崛起，市場(chǎng)份額逐漸擴大。經(jīng)過(guò)十年的努力，國產(chǎn)PLC廠(chǎng)商在技術(shù)、服務(wù)和性?xún)r(jià)比方面均取得了顯著(zhù)進(jìn)展，市場(chǎng)份額從微不足道的2%增長(cháng)至約10%。特別是在小型PLC市場(chǎng)，由于技術(shù)門(mén)檻相對較低，已涌現出大量的小型PLC廠(chǎng)家，占據了約20%的市場(chǎng)份額，如匯川、信捷、臺達、步科、合信等，它們主要服務(wù)于包裝、印刷、紡織機械等各種OEM配套領(lǐng)域。
然而，雖然國產(chǎn)PLC取得了一定成就，但總體上呈現“小弱散”狀態(tài)。各廠(chǎng)商的市場(chǎng)規模較小，市場(chǎng)占有率低；產(chǎn)品以小型PLC為主，缺乏完整產(chǎn)品譜系；基于進(jìn)口軟硬件產(chǎn)品或購買(mǎi)國外控制軟件研制產(chǎn)品，缺乏核心技術(shù)和先進(jìn)控制軟件；面向行業(yè)的整體解決方案能力較弱；未形成國產(chǎn)PLC的技術(shù)和市場(chǎng)合力，與國外PLC廠(chǎng)商的競爭力較弱。目前與國外PLC相比，國產(chǎn)品牌在功能性能、易用性、可靠性等方面仍存在較大差距。
與國外PLC相比，國產(chǎn)品牌在功能性能、易用性、可靠性等方面存在較大差距
| 短板環(huán)節 | 相關(guān)情況 |
| 功能性能 | 國外PLC主流廠(chǎng)商的高性能PLC產(chǎn)品通常采用定制的專(zhuān)用SoC和實(shí)時(shí)運行軟件，從底層平臺提升指令處理、數據存儲、數據交換以及控制輸出的性能。而國產(chǎn)PLC產(chǎn)品通常借用通用信息系統處理器和通用嵌入式系統，大多采用“通用CPU+軟件”的低性能低成本設計方案。但由于通用處理器通常面向信息化計算機和常規嵌入式系統設計，系統繁冗，基礎軟硬件的無(wú)用功能較多，且在實(shí)時(shí)性、先進(jìn)控制算法等功能方面缺乏芯片與軟件的底層支持，導致PLC專(zhuān)用功能研制與升級難度大，優(yōu)化提升空間較小，控制效率低，性能整體偏弱。 |
| 邏輯編程軟件 | 國外PLC邏輯編程軟件通常集成監控、驅動(dòng)執行等功能，實(shí)現了工程一體化設計能力，易用性強，工程開(kāi)發(fā)效率高。國產(chǎn)PLC邏輯編程軟件大多采用國外通用產(chǎn)品CoDeSys、KW-Software或者OpenPCS等產(chǎn)品的內核，只考慮PLC自身的編程與開(kāi)發(fā)要求，無(wú)法與其他控制系統的集成實(shí)現一體化開(kāi)發(fā)，與第三方系統集成工作量大，操作復雜，易用性差，工程開(kāi)發(fā)效率低。如西門(mén)子邏輯編程軟件博途TIAPortal集成了PLC編程軟件Step7、PLC仿真軟件PLCSIM以及監控軟件WinCC等，可高效配置控制點(diǎn)和監控點(diǎn)，控制變量在工程全局可用，而國產(chǎn)PLC與其他系統聯(lián)調則需邏輯編程軟件的控制變量點(diǎn)與監控變量點(diǎn)頻繁導入導出，實(shí)現與其他系統的交互和通信，工程效率較低。 |
| 通信協(xié)議 | 國外主流廠(chǎng)商的PLC產(chǎn)品大多采用自主研發(fā)的通信協(xié)議，在完善的自主生態(tài)背景下，通過(guò)一網(wǎng)到底實(shí)現上層監控層與現場(chǎng)儀表和執行機構的兼容互聯(lián)。國外廠(chǎng)家僅將常規協(xié)議部分形成IEC國際標準或開(kāi)源代碼，而不公開(kāi)面向復雜應用的協(xié)議和代碼。國內PLC廠(chǎng)家在自主通信網(wǎng)絡(luò )協(xié)議研發(fā)方面能力不足，大多直接使用IEC標準或基于開(kāi)源代碼的工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)。國產(chǎn)PLC受制于既定標準，難以修改優(yōu)化協(xié)議指標，定制化開(kāi)發(fā)難度大，接入執行機構需要增加轉換接口，降低了系統響應時(shí)間，經(jīng)常在復雜控制應用時(shí)發(fā)現功能不足或性能不夠，導致產(chǎn)品拓展性和適配性受到很大的限制。 |
| 產(chǎn)品型譜 | 國外主流廠(chǎng)商除PLC產(chǎn)品外，還提供譜系完善的上下游軟硬件自動(dòng)化產(chǎn)品，可快速形成覆蓋感知、執行、控制、監控等核心產(chǎn)品的一體化解決方案。國內PLC廠(chǎng)商通常僅提供PLC產(chǎn)品，產(chǎn)品線(xiàn)單一，缺少配套的上下游自動(dòng)化產(chǎn)品，型譜不完善，難以提供系統級整體解決方案，在產(chǎn)品技術(shù)和市場(chǎng)競爭層面均無(wú)法形成產(chǎn)品體系合力。國內的整體解決方案一般選用不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品構建，產(chǎn)品接口與功能定義、質(zhì)量標準等存在差異，產(chǎn)品間匹配性不如國外同一廠(chǎng)商產(chǎn)品，無(wú)法從系統級優(yōu)化整體性能、控制效率和可靠性，同時(shí)增加了系統設計復雜度和調試難度。同時(shí)，控制系統工程師對國產(chǎn)產(chǎn)品選型時(shí)，也難以實(shí)現一站式采購。 |
| 標準化 | 國外PLC廠(chǎng)商經(jīng)過(guò)幾十年積累和發(fā)展，形成了較大產(chǎn)業(yè)規模，在占據市場(chǎng)優(yōu)勢情況下，主導制定了覆蓋自動(dòng)化系統的完善標準體系，包括控制技術(shù)、信息安全、功能安全等國際標準或行業(yè)標準，掌握了行業(yè)話(huà)語(yǔ)權。目前國內雖已制定了部分PLC技術(shù)標準，但現有標準基本等效采用國外標準，缺少頂層規劃，尚未形成標準體系，且受制于國外既定技術(shù)標準，導致國產(chǎn)PLC自主創(chuàng )新較少，無(wú)法通過(guò)標準引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，在市場(chǎng)競爭中缺乏競爭力，行業(yè)話(huà)語(yǔ)權弱。 |
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三、小型PLC產(chǎn)品正在國產(chǎn)替代，大中型PLC仍需努力
從細分市場(chǎng)來(lái)看，PLC行業(yè)通常根據 PLC 的輸入/輸出信號的 I/O 點(diǎn)數的差異作為劃分標準，將 PLC 進(jìn)一步分為小型、中型和大型。其中在小型PLC產(chǎn)品上，本土廠(chǎng)商已經(jīng)完成技術(shù)突破，正在國產(chǎn)替代。然而，在國內中大型PLC市場(chǎng)中，本土廠(chǎng)商卻一直未能形成有效突破，市場(chǎng)基本由歐日美企業(yè)壟斷，國產(chǎn)化率亟需提升。
大、中、小型 PLC 的特點(diǎn)及應用場(chǎng)景、結構特征
| / | 小型PLC | 中型PLC | 大型PLC |
| I/O 點(diǎn)數 | <256 | 256-1024 | >1024 |
| 特點(diǎn) | 體積小、價(jià)格低、功能以數字量控制為主，相對單一 | 在小型 PLC 功能基礎上，具有較強的通信功能、數字計算能力和模擬量處理能力 | 具有計算、控制和協(xié)調功能和強大的網(wǎng)絡(luò )結構，具備強大的通信能力和處理能力 |
| 應用場(chǎng)景 | 大、中、小型 PLC 的特點(diǎn)及應用場(chǎng)景、結構特征具體如下： | 適用于較為復雜的邏輯控制生產(chǎn)系統和連續生產(chǎn)過(guò)程的控制 | 適用于系統級自動(dòng)化，用于對生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現自動(dòng)化控制和監控 |
| 市場(chǎng)情況 | 準入門(mén)檻低，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，國產(chǎn)化程度較高，主要面向設備級自動(dòng)化領(lǐng)域 | 技術(shù)壁壘高，主要面向系統級自動(dòng)化領(lǐng)域，目前主要由外資廠(chǎng)商占據大部分市場(chǎng)份額 | 技術(shù)壁壘高，主要面向系統級自動(dòng)化領(lǐng)域，目前主要由外資廠(chǎng)商占據大部分市場(chǎng)份額 |
| 結構特征 | 通常為整體式，CPU、電源、輸入輸出、通信等組成單元被集成于一個(gè)機箱內，體積小，集成度高，結構緊湊，拓展性低 | 通常為模塊式，CPU、電源、輸入輸出、通信等組成單元以模塊的形式組合，可根據生產(chǎn)需要進(jìn)行模塊的本地或遠程組合，可拓展性強 |
注：“小型”與“中大型”代表 PLC 的控制能力，與 PLC 的模塊的體積并無(wú)關(guān)系，中大型PLC 在體積上并不會(huì )顯著(zhù)大于小型 PLC。
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1、小型 PLC
小型PLC主要應用于中低端OEM用戶(hù)。近年我國小型PLC市場(chǎng)規?？傮w呈現不斷增長(cháng)態(tài)勢。2023 年度，我國的小型 PLC 市場(chǎng)出現下滑，主要是下游行業(yè)的需求受到短周期波動(dòng)影響導致市場(chǎng)規模出現收縮。數據顯示，2018 - 2023年我國的小型 PLC 市場(chǎng)規模由 57.98 億元增長(cháng)至 73.69 億元。
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與此同時(shí)，憑借高性?xún)r(jià)比、靈活的業(yè)務(wù)模式及在特定行業(yè)的定制化機型開(kāi)發(fā)能力，近年國產(chǎn)品牌在小型PLC市場(chǎng)實(shí)現了行業(yè)滲透率的顯著(zhù)提升，正在國產(chǎn)替代。從品牌派系來(lái)看，雖然我國的小型 PLC 市場(chǎng)中歐美廠(chǎng)商與日系廠(chǎng)商一直占據著(zhù)相對主導的市場(chǎng)地位，但近年來(lái)市場(chǎng)占有率有所下滑，而本土廠(chǎng)商的市場(chǎng)占有率不斷提升。有數據顯示，2023 年度本土廠(chǎng)商在小型 PLC 市場(chǎng)的占有率已達到38.20%。
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從市場(chǎng)參與者來(lái)看，我國小型 PLC 市場(chǎng)競爭相對分散，主要市場(chǎng)參與者為以西門(mén)子為代表的歐美、日系廠(chǎng)商，但同時(shí)已有少數本土廠(chǎng)商占據了一定的市場(chǎng)份額。有數據顯示，2023年再我國小型 PLC 市場(chǎng)上，前五名廠(chǎng)商分別為西門(mén)子、匯川技術(shù)、三菱、信捷電氣、臺達，市場(chǎng)占有率合計達到75.83%。但值得注意的是，由于當前國產(chǎn)廠(chǎng)家主要集中在小型PLC市場(chǎng)，使得產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重。
2023年我國小型PLC市場(chǎng)競爭格局
| 廠(chǎng)商 | 2023年銷(xiāo)售額（億元） | 占比 |
| 西門(mén)子 | 28.57 | 38.77% |
| 匯川技術(shù) | 11.25 | 15.27% |
| 三菱 | 6.45 | 8.75% |
| 信捷電氣 | 5.51 | 7.48% |
| 臺達 | 4.1 | 5.56% |
| 歐姆龍 | 3.98 | 5.4% |
| 松下 | 2.71 | 3.68% |
| 施耐德 | 2.39 | 3.24% |
| 羅克韋爾 | 0.78 | 1.06% |
| 其他 | 7.95 | 10.79% |
| 合計 | 73.69 | 100% |
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2、中大型 PLC
得益于下游市場(chǎng)需求的增長(cháng)，近年我國中大型 PLC市場(chǎng)規模不斷增長(cháng)。數據顯示，2018 -2023年，我國的中大型 PLC 市場(chǎng)規模由 65.78 億元增長(cháng)至 86.75 億元。
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然而，雖然近年我國PLC市場(chǎng)國產(chǎn)化進(jìn)程不斷加速，但主要集中在小型PLC市場(chǎng)中，而在國內中大型PLC市場(chǎng)中，本土廠(chǎng)商卻一直未能形成有效突破，市場(chǎng)基本由歐日美企業(yè)壟斷，西門(mén)子、歐姆龍、三菱電機、羅克韋爾合計占據82%的市場(chǎng)份額?？梢?jiàn)本土品牌與外資品牌的競爭中仍處于劣勢，還需要努力。有數據顯示，2023 年度本土廠(chǎng)商在中大型 PLC 市場(chǎng)的占有率僅有5.90%，國產(chǎn)化率亟需提升。
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從市場(chǎng)參與者來(lái)看，2023 年度我國中大型 PLC 市場(chǎng)競爭相對集中，前五名廠(chǎng)商分別為西門(mén)子、歐姆龍、羅克韋爾、三菱、基恩士。其中西門(mén)子占據了超過(guò) 50%的市場(chǎng)份額，前五名廠(chǎng)商市場(chǎng)占有率合計達到 88.76%。
2023年我國中大型PLC市場(chǎng)競爭格局
| 廠(chǎng)商 | 2023年銷(xiāo)售額（億元） | 占比 |
| 西門(mén)子 | 47.22 | 54.43% |
| 歐姆龍 | 10.96 | 12.63% |
| 羅克韋爾 | 7.46 | 8.6% |
| 三菱 | 6.8 | 7.84% |
| 基恩士 | 4.56 | 5.26% |
| 施耐德 | 4.1 | 4.73% |
| 臺達 | 1.19 | 1.37% |
| 其他 | 4.46 | 5.14% |
| 合計 | 86.75 | 100% |
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不過(guò)，最近幾年國產(chǎn)大型PLC品牌也正在蓄力待發(fā)，有所突破。在國產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，北京和利時(shí)、浙江中控、南京科遠、上海寶信、華龍訊達、南大傲拓、藍普鋒、匯川技術(shù)、英威騰和信捷等都推出了中大型PLC。其中中控技術(shù)已在中大型PLC領(lǐng)域取得顯著(zhù)進(jìn)展，穩居國內領(lǐng)先地位，并與全球知名的PLC巨頭如羅克韋爾自動(dòng)化、西門(mén)子、施耐德電氣展開(kāi)了激烈的競爭。其PLC產(chǎn)品廣泛應用于重大民生工程，并在油氣、核電、軌道交通、冶金、煤礦等關(guān)鍵領(lǐng)域實(shí)現了大規模的示范應用，充分展現了其強大的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)競爭力。
但是中大型 PLC 主要應用于大型工業(yè)和基礎設施行業(yè)，而由于大型工業(yè)和基礎設施領(lǐng)域的工控系統的任何停機或中斷的故障都可能產(chǎn)生嚴重的生產(chǎn)損失或安全風(fēng)險，此類(lèi)行業(yè)的用戶(hù)高度重視系統的安全性、穩定性。同時(shí)，國外品牌由于起步較早，除擁有豐富成功案例所積累的口碑外，還培養了用戶(hù)對 PLC 產(chǎn)品的使用習慣，因此中大型 PLC 市場(chǎng)存在著(zhù)典型的市場(chǎng)壁壘。國產(chǎn)品牌不僅需要攻克市場(chǎng)壁壘帶來(lái)的“首個(gè)案例”難題，更需要突破用戶(hù)對國外 PLC 的使用習慣，從而實(shí)現對國外品牌的替代。（WW）
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