2025年中国大型PLC自主可控白皮书-MIR睿工业

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大型 PLC 自主可控白皮书 1 1 [版权声明] 本白皮书版权为北京铂睿德佳信息服务有限公司（MIR 睿工业）所有，如引 用报告内容进行对外使用，所产生的误解和诉讼由引用方自行负责，本公司不承 担责任。 未经本公司同意，不得以任何形式将本报告出借、转售、出租、网上发布或 用作其他商业用途。凡使用本报告者均受本条款及本报告一切有关版权之条款约 束。 大型 PLC 自主可控白皮书 2 2 目录 第一章：中国 PLC 自主可控发展现状与趋势.......................... 3 (一) PLC 归属为工业操作系统领域 ................................. 3 1.工业操作系统概述........................................ 3 2.国家安全战略下，工业操作系统自主可控的重要性............ 3 (二) 政策力推工业操作系统自主可控，PLC 国产化被列为核心攻坚任务 . 5 1.政策类型一：设备更新政策促进现有设备和新增设备对 PLC 等工业 操作系统的需求...................................................... 5 2.政策类型二：补助政策驱动国产 PLC 等工业操作系统增长..... 11 (三) 国产 PLC 硬件加速实现自主可控.............................. 12 1.硬件自主可控发展现状................................... 13 2.硬件技术发展趋势....................................... 14 (四) 国产 PLC 软件自主可控面临更高挑战.......................... 14 1.软件自主可控发展现状................................... 14 2.软件技术发展趋势....................................... 15 第二章：破局外资主导，中国大型 PLC 国产化进程提速............... 15 (一) 大型 PLC 产品定义.......................................... 15 (二) 现阶段中国大型 PLC 整体市场规模............................ 16 1. 2020-2028 年中国大型 PLC 整体市场规模 .................. 17 2. 2024 年中国大型 PLC 市场规模-分行业 .................... 18 3. 2024 年中国大型 PLC 市场规模-分厂商 .................... 19 (三) 未来改建项目主导大型 PLC 增量市场，国产厂商竞逐外资存量系统升 级机遇.............................................. 错误!未定义书签。 第三章：国产大型 PLC 核心技术自主可控现状分析................... 22 (一) 国产厂商大型自主可控 PLC 产品............................. 22 (二) 国产厂商大型 PLC 硬件自主可控程度......................... 23 (三) 国产厂商大型 PLC 软件自主可控程度......................... 24 1. 编程组态软件.......................................... 24 2. 运行时 Runtime ........................................ 25 (四) 国产厂商大型 PLC 软件未来发展方向......................... 26 1.方向①：逻辑编程软件方面，开发一体化平台（集成的开发环境） ................................................................... 26 2.方向②：生成式 AI 在 PLC 中的布局........................ 27 3.方向③：构建开放社区................................... 29 4.方向④：云 PLC/虚拟 PLC................................. 30 第四章：大型 PLC 典型行业客户现阶段对自主可控的需求分析......... 30 (一) 全行业大型 PLC 自主可控需求分析........................... 31 (二) 冶金（钢铁）行业客户现阶段对 PLC 自主可控的需求分析....... 32 1.冶金（钢铁）行业定义................................... 32 2.冶金（钢铁）行业整体市场发展情况....................... 33 3.冶金（钢铁）行业大型 PLC 市场规模....................... 40 4.冶金（钢铁）行业使用 PLC 的情况......................... 43 5.冶金（钢铁）行业大型 PLC 自主可控进程分析............... 46 大型 PLC 自主可控白皮书 3 3 第一章：中国 PLC 自主可控发展现状与趋势 (一) PLC 归属为工业操作系统领域 本篇白皮书聚焦于大型 PLC 产品的深度研究，该品类属于工业操作系统的 核心组成部分。 1. 工业操作系统概述 工业操作系统是指能够实时采集、传输和处理工业数据，监测生产过程，管 理控制单元，并保障生产安全的系统。主要包括嵌入式软件、工业协议以及工业 控制单元（PLC、DCS、SCADA、SIS、嵌入式软件等）。（如图 1.1） 图 1.1 工业操作系统分类 2. 国家安全战略下，工业操作系统自主可控的重要性 工业操作系统广泛应用于国防安全和经济民生领域，其安全性直接关系到国 家基础设施的持续安全生产运营。因此，研发并生产自主可控、智能化的国产工 业控制系统，是保障国家工业安全发展的必要途径。（如图 1.2） 大型 PLC 自主可控白皮书 4 4 图 1.2 工业操作系统自主可控的重要性 2.1 重要性 1：工业操作系统是工业生产的“神经中枢” 工业操作系统是工业生产的“神经中枢”，能够协同各部门与环节。当前工 厂现场的信息流均围绕 DCS/PLC 等操作系统展开，由其控制生产现场与上层企业 信息系统间的数据流高效流转，从而提升整个生产过程的协同效率。 2.2 重要性 2：工业操作系统是关乎国家安全的“命门所在” 工业操作系统作为生产控制指令下达与工况状态传输的核心枢纽，其安全性 至关重要。一旦遭到监听、篡改或瘫痪，将直接导致系统设备故障乃至生产安全 事故，严重影响石化、钢铁等关乎国计民生的重点行业稳定运行，甚至对国家战 略安全构成威胁。 当前，全球科技竞争格局深度调整，核心技术的自主可控已成为维系国家发 展命脉与保障产业安全的战略性基石。近期，国家互联网信息办公室对国际芯片 巨头英伟达（NVIDIA）实施约谈，这一举措进一步凸显了在关键领域构建供应链 韧性与捍卫信息战略安全的极端紧迫性。它警示我们，过度依赖单一外部供应商 或核心技术，不仅面临“断供”风险，更将对国家关键信息基础设施安全形成潜 在重大威胁。 在此背景下，企业各级领导应从国家及企业信息战略安全出发，在工控行业 未雨绸缪，协同推进国产化产品推广应用，助推更新迭代升级。 大型 PLC 自主可控白皮书 5 5 ① 立足全局，强化战略认知： 从维护国家及企业信息战略安全的战略高度 出发，深刻认识到推进国产化替代与升级是保障核心业务连续性、抵御系统性风 险的必然选择，绝非简单的成本或技术考量。 ② 前瞻布局，主动作为：在工控领域摒弃“满足基本功能即可”的被动思 维，以未雨绸缪之姿， 系统评估现有工控体系供应链潜在风险点，精准识别关 键软硬件的国产化替代路径与实施窗口，科学制定清晰的国产化推进路线图。 (二) 政策力推工业操作系统自主可控，PLC 国产化被列为核心攻 坚任务 国家层面密集出台多项政策，通过设备更新与资金补助双轮驱动，加速工业 操作系统发展，进而撬动对自主可控 PLC 的需求增长。 1. 政策类型一：设备更新政策促进现有设备和新增设备对 PLC 等工业操作系 统的需求 2024 年以来，推动大规模设备更新相关政策密集发布，设备更新将通过提 高技术、能效等标准，加速淘汰落后产能，增加先进产能等方面来加速制造业升 级和供给侧改革，有利于扩大下游设备投资，带动现有设备和新增设备对 PLC 等 工业操作系统的需求量。 2024 年 9 月，工业和信息化部办公厅发布了《工业重点行业领域设备更新 和技术改造指南》。“指南”提出，到 2027 年，在石化化工、钢铁、有色金属、 建材、汽车、工程机械、工业机器人等 27 个重点行业领域共约 80 万套工业操作 系统将完成更新。此次升级将显著提升中国制造业操作系统的技术水平和性能。 80 万套工业操作系统的替代要求——按控制系统产品类型分类详见表 1.1： 大型 PLC 自主可控白皮书 6 6 表 1.1 工业操作系统更新换代要求 类别 工业操作系统更新换代要求 DCS、SCADA ① 针对制造业全流程，推动工业企业全面进行 DCS、SCADA 的更新换 代 PLC ① 围绕重点行业和关键设备，逐步加快中小型 PLC 的更新换代进程； ② 引导重点行业龙头企业提供典型应用场景和试验环境，以扩大大型 PLC 的应用范围 SIS ① 加快推进非关键工序、非核心场景下 SIS 的更新升级，并逐步开放 关键工序和核心应用场景 工信部发布的 80 万套工业操作系统替代需求涉及如下 27 个行业。 MIR 对 27 个行业对应设备的自主可控化率进行了分析整理，自主可控程度高的 行业对国产工业操作系统的替代需求高，具体如下表： 注释： 表示行业自主可控化率 40%以上； 表示行业自主可控化率 21%-40%； 表示行业自主可控化率 20%以下 表 1.2 27 个行业设备更新情况 行业 MIR 评估各行业 自主可控化进程 工业操作系统 使用数量比例 设备更新情况 电力装备 DCS：60% PLC：40% ① 通用加工设备：更新大型轴承套圈和 滚动体加工设备，铁心自动化生产设备， 绕组自动化生产设备，五坐标加工中心， 先进激光焊接机，高精度机床； ② 专用加工设备：更新定转子自动套装 设备，定转子冲片、机座、端盖模具等。 航空 PLC：70% DCS：30% 航空发动机试验验证设备、民用大飞机 试验验证设备、民用大飞机运营支持及 信息化设备、民用大飞机数字化设备、民 用大飞机供应链配套设备 石化化工 DCS：75% PLC：25% 以炼化、煤化工、氯碱、纯碱、电石、磷 肥、轮胎、精细化工等领域达到设计使用 年限或实际投产运行超过 20 年的主体 老旧装置为重点 大型 PLC 自主可控白皮书 7 7 石化通用设备 DCS：70% PLC：30% ① 生产加工设备：更新用于随钻井下工 具仪器复杂结构加工的四轴/五轴联动 大型细长轴数控车铣加工中心，用于钻 井泵、压裂泵、采油采气井口等高压泵阀 箱体/壳体复杂结构加工的五轴联动卧 式或立式镗铣加工中心； ② 试验检测设备：更新用于大型复杂零 件结构尺寸检测及逆向设计的大型三坐 标测量设备和大型高精度关节臂测量设 备。 轨道交通装备 PLC：70% DCS：30% 更新改造高精度加工机床冲压成型下料 设备、起重运输设备、焊接设备、铸锻设 备、喷涂设备、调试设备、电气控制设 备、仪器仪表等 钢铁 PLC：90% DCS：10% 以铁矿采选、铁合金冶炼、焦化、烧结、 球团、炼铁、炼钢、轧钢等工序限制类装 备升级改造和老旧设备更新改造为重点 船舶 PLC：55% DCS：45% 更新船舶制造、修理、改装及配套过程中 加工、装配、切割、喷砂、涂装、焊接、 舾装、除锈、中小组立、运输、仓储物流、 检验检测、起重、公用动力、节能降碳、 绿色环保等设备。 民爆 PLC：60% DCS：40% ① 工业炸药生产线设备：水油液储罐、 水油相储罐、乳化器、装药机、包装机器 人、装车机器人及各类配套泵机等设备； ② 雷管生产线设备：排管、装药、压药、 药头制造、焊接、打码、捆扎、装箱、传 送等设备； ③ 现场混装用地面站设备：制乳、乳化、 粒状铵油混装制造及现场混装车等设 备。 有色金属 DCS：60% PLC：40% 矿山领域设备、冶炼领域设备、加工领域 设备 工业母机 PLC：80% DCS：20% ① 主机制造设备：数控机床、高效铸造 设备、精密锻造设备等； ② 关键零部件制造设备：精密铸造装 备、精密锻造装备、热表处理强化装备、 数控车床和车削中心等 大型 PLC 自主可控白皮书 8 8 建材 DCS：60% PLC：40% 水泥行业设备、玻璃行业设备、建筑卫生 陶瓷行业设备、玻璃纤维行业设备、非金 属矿行业设备 工程机械 PLC：85% DCS：15% ① 生产设备：油压机、折弯机、焊机设 备等； ② 质量检测设备：三坐标测量仪、激光 跟踪仪、激光扫描仪等。 重型机械 PLC：80% DCS：20% ① 整机加工设备：车铣复合加工设备、 专用功能先进机床、大型加工设备冷却 系统等； ② 关键零部件加工设备：滚齿机、便携 式铣边机等； ③ 智能化辅助设备：数字化铸造设备、 移动焊接机器人等。 工业机器人 PLC：80% DCS：20% 整机制造设备、关键零部件制造设备、系 统集成设备 基础零部件与 基础制造工艺 PLC：75% DCS：25% 核心基础零部件制造设备、基础制造工 艺相关设备 食品 DCS：55% PLC：45% ① 生物发酵行业设备：离心机、搅拌机 等； ② 制糖行业设备：化验室自动检测仪、 压榨机等； ③ 乳制品行业设备：液体乳生产设备 等； ④ 酿酒行业设备：酒糟近红外在线检测 仪、原酒红外在线检测仪、窑池内酒糟在 线检测仪等。 轻工业 DCS：55% PLC：45% ① 家电行业设备：数控折弯机、高速贴 片机、高速油压机、精密放电火花机等高 端生产设备； ② 皮革行业设备：精密削匀机、皮张码 垛机等； ③ 造纸行业设备：永磁电机、电磁加热 压光机、高端膜转移脱胶机等； ④ 五金制品行业设备：焊接冲压设备等 关键零件加工设备； 仪器仪表 DCS：50% PLC：50% ① 研发试制设备：主要包括气体、液体、 固体等样品制备设备，物理量、化学量、 大型 PLC 自主可控白皮书 9 9 生物量等实验室分析仪器； ② 整机产品制造设备：重点更新金属切 削机床、加工中心、液压机械装备、铸造 设备、锻压设备、焊接设备等； ③ 关键零部件制造设备：重点更新数控 车铣复合加工中心锻造成套装备、注塑 成型设备、装配设备等制造设备； ④ 计量检定装置及试验测试设备 纺织 PLC：75% DCS：25% ① 棉纺织设备：细纱机、清梳联、并条 机、自动络筒机等棉纺设备； ② 化纤长丝设备：高速纺丝机、牵伸机、 定形机、烘干机等； 汽车 PLC：80% DCS：20% ① 汽车整车生产设备：冲压设备、焊装 设备、涂装设备、总装设备等； 锂电池 PLC：75% DCS：25% ① 关键材料加工设备：主要包括高效配 混系统、连续式加热烧结系统、先进粉碎 系统、高镍材料水洗系统、包装系统、高 速高精度粉体输送系统等； ② 极片制造设备：主要包括高速自动化 正负极粉料系统、大容量匀浆搅拌机、高 性能挤出式混料设备、高精度高速宽幅 智能涂布机、正负极预锂设备等； ③ 电芯组装设备：全极耳自动绕卷机、 先进切叠一体机等； ④ 化成分容设备：主要包括高精度高生 产能力注液设备、化成容量预测系统、高 精度高效封装设备、高精度老化测试设 备等； ⑤ 系统集成设备：高精度焊接设备、自 动组装机械手、产线 AGV 自动化物流系 统等。 光伏 PLC：70% DCS：30% ① 硅料生产设备：氢化装置、精馏装置、 尾气回收装置、电源装置等设备； ② 硅片生产设备：大热场单晶炉和高效 截断、开方、磨抛、切片设备； ③ 光伏电池生产设备：推动高效电池用 高性能清洗、扩散、沉积、镀膜、金属化、 激光等设备更新应用； ④ 光伏组件生产设备：更新高功率高可 靠光伏组件用划片、串焊、层压、检测、 大型 PLC 自主可控白皮书 10 10 智能化等先进设备。 电子组装 PLC：90% DCS：10% ① 电子整机生产设备：注塑机、激光切 割机、贴标机、冲压机等； ② 电子整机检测设备：AOI 光学自动检 测设备、显示屏测试设备、电流测试设备 等； ③ 电子整机包装设备：码垛机、AGV、塑 封机、封箱设备等。 电子元器件和 电子材料 PLC：80% DCS：20% ① 电子材料生产加工设备：清洗设备、 气相沉积设备、显影设备、刻蚀设备、熔 炼设备、真空包装设备等； ② 电子元器件关键部件成型设备：注塑 机、数控机床、键合机、光刻机、固晶机、 划片机等； ③ 电子元器件加工组装设备：点胶机、 调频机、焊接机、成型机等； ④ 电子元器件与材料先进检测设备：视 觉检测设备、光学检测设备等。 农机装备 PLC：65% DCS：35% 下料及焊接设备、机械加工设备、 表面 涂装设备、整机装配设备 医疗设备 DCS：50% PLC：50% ① 研发试制设备：主要包括精密零部 件、传感器、骨骼和血管脏器模型等样品 制备设备； ② 整机制造设备：精密加工机床、焊接 设备、锻造设备、注塑设备等； ③ 关键零部件制造设备：复合加工中 心、走心机、切割机、精密减薄机、绕线 机、导管成型设备、材料烧制、薄膜沉积 等制造设备