工控系统行业报告：看PLC DCS SCADA市场的中国机遇

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告 | 2021年07月28日工控系统行业报告：看PLC/DCS/SCADA市场的中国机遇工业软件专题信息技术· 软件与服务证券分析师：熊莉xiongli1@guosen.com.cnS0980519030002请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容投资摘要智能制造升级迫在眉睫，工控系统软硬件是重中之重。当前制造业正在由自动化为代表的工业3.0向智能化为代表的工业4.0迈进，在人口老龄化，用工成本上升的趋势下，为了维护我国制造业支柱地位，智能制造升级是必然方向。以PLC、DCS、SCADA为代表的工控系统软硬件是制造业转型的核心，虽然国外厂商仍占据较大的市场份额，但国产替代已经开启。国家和各地方智能制造政策不断出台，推动工业互联网、智能制造转型升级。工控系统主要由PLC、DCS、SCADA构成。PLC是工控系统的重要基础， PLC、DCS与SCADA系统三者有融合的趋势。工业控制系统涵盖了数据采集与监控系统（ SCADA ） 、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）。PLC通常作为重要的底层控制部件应用在SCADA和DCS系统中，用于实现工业设备的具体操作与工艺控制。而SCADA侧重于各子系统数据监测，DCS则主要应用于流程工业，侧重于分散控制，也兼具了SCADA的功能。同时，随着工控自动化技术的进步，三者正呈现融合与集成的趋势。中国工控系统市场外资唱主角，国产替代空间较大。2020年中国PLC硬件市场规模约112亿人民币，中国PLC市场外资市占率近九成，主要以欧美系的西门子、罗克韦尔，以及日系的三菱、欧姆龙为主。目前本土品牌主要以提供小型PLC产品为主，大中型PLC基本被国外垄断，国产PLC替代空间极大。DCS市场2019年国内规模为87.4亿元，本土品牌主要以中控技术、和利时为主，外资品牌主要以艾默生、霍尼韦尔、西门子为主，市场份额正逐步被中控技术等国内厂商取代。2020年中国SCADA市场规模约124亿，目前国产品牌占比超60%，外资品牌主要以艾默生、ABB、霍尼韦尔等为主，但由于SCADA系统多数为电力与石油系统内企业自供，市场集中度相对较低。重点推荐宝信软件和中控技术。大型PLC市场中外商垄断99%市场，宝信历经十年研发，于2021年7月26日推出直面冶金高端装备工艺需求的大型PLC产品。产品性能指标已经可以媲美欧美厂商高端产品，且已在冶金行业多个高要求场景中应用，宝武集团对控制系统投资总量有望达到200亿，市场空间巨大，宝信力争3-5年进入国内冶金行业PLC第一阵营。中控技术是DCS市场龙头，在石化与化工领域优势显著；2020年市场份额提升至28.5%，连续十年以上保持第一。中控技术与万华化学等战略合作，致力于打造智能制造标杆项目，引领流程工业智能制造转型。风险提示：工业软件推广不及预期；国产替代缓慢；行业竞争加剧；工业4.0发展不及预期。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容工控系统：PLC/DCS/SCADA01目录竞争格局：国产替代空间依旧显著03重点公司：宝信软件、中控技术04市场空间：工控自动化市场快速增长02请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容生产控制类系统主要包括PLC、DCS和SCADA三大类 工业控制系统（ ICS，Industrial control system ）是各式各样控制系统类型的总称，是由各种自动化控制组件以及对实时数据进行采集、监测的过程控制组件，共同构成的确保工业基础设施自动化运行、过程控制与监控的业务流程管控系统。 工业软件分为嵌入式软件（工业通信、汽车电子等）、研发设计类（CAX、PLM等）、生产制造类（MES、DCS等）、信息管理类(ERP、CRM等)。而生产制造类软件主要包括：生产控制类（ PLC/DCS/SCADA ）和制造执行类 （ MES ）。 工业控制系统涵盖了多种类型的控制系统，包括数据采集与监控系统（ SCADA ） 、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）。在ISA-95企业管理系统与控制系统集成的五层系统中，PLC属于Level 1，而DCS属于Level 1 和Level 2，而SCADA则属于Level 2 。图 1：PLC/DCS/SCADA之间的定位资料来源：CSDN、国信证券经济研究所整理图 2：ISA-95标准制造架构资料来源：国信证券经济研究所整理名称层级定位定义系统/产品划分SCADA调度管理层数据采集和监控系统系统DCS厂站管理层集散控制系统系统PLC现场设备层可编程控制器设备产品请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容PLC：工控系统中的重要底层控制部件 PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种以微处理器为基础，集合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的数字运算操作电子系统，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，将其存入PLC的用户程序存储器，运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。 PLC于上世纪60 年代末研制出应用于汽车制造业，PLC是从摸仿原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只有开关量逻辑控制，所以被命名为可编程逻辑控制器。PLC具有适用范围广、可靠性高、编程简单、使用方便等特点。PLC主要由CPU结构、存储器、I/O单元、电源模块、外部设备接口等部分组成。图 3：PLC的产品结构资料来源：CSDN、国信证券经济研究所整理图 4：西门子大型PLC产品S7-400系列资料来源：西门子、国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图 5：小型、中型和大型PLC简介资料来源：头豹研究院、国信证券经济研究所整理PLC：工控系统中的重要底层控制部件（续） PLC主要用于六大场景：（1）开关量控制；（2）模拟量控制；（3）运动控制；（4）数据采集；（5）信号监控；（6）联网和通讯 PLC的种类可以根据I/O 点数和结构形式进行划分： 按照 I/O 点数进行分类，PLC 可以分为小型、中型和大型三类； 按照结构形式分类，PLC 又可以分为整体式、模块式和叠装式三类。PLC类型I/O 点数存储容量特点应用场景小型PLC256 点以下4KB 以下体积小、价格低、功能相对单一适合于单台设备的控制中型PLC256 -2048 点2-8KB具有较强的通信功能和模拟量处理能力可应用于相对复杂的逻辑控制系统以及连续生 产过程的控制系统中大型PLC2048 点以上8-16KB功能最广泛而强大，且具有较强的网络结构和通信联网能力主要应用于大型生产设备的自动化控制系统中图 6：整体式、模块式与叠装式PLC简介资料来源：头豹研究院、国信证券经济研究所整理PLC类型定义特点适用场景整体式PLC将电源、存储器、CPU、I/O 接口等组成单元集成于一个机箱内的 PLC具有体积小、集成程度高、结构紧凑、价格较低等特点小型PL