工控系统产业专题报告：PLC+DCS，工控系统投资框架

oyeh727 · 发表于 2024-4-20 20:30:35

（报告出品方/作者：中信证券，杨泽原、丁奇）
PLC+DCS：现场级工控系统，制造业的数字底座

工控系统即工业自动化控制系统，参考《工业控制网络安全技术与实践》（作者：姚羽祝烈煌武传坤）一书中的定义，指由计算机与工业过程控制部件组成的自动控制系统，通常用控制器、传感器、传送器、执行器和 I/O 接口等组成，这些组件通过工业通信网络，按照特有的通信协议进行连接，形成具有自动控制能力的工业生产制造或加工系统。

在这篇报告里，我们主要讨论位于现场级的生产控制器，分别是 PLC （Programmbale Logic Controller，可编程逻辑控制器）和 DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）。作为直接作用于产线控制的工业大脑，PLC 和 DCS 有着较高的技术门槛、行业壁垒和投资价值。

工业控制：从机械到自动，控制形式变革带动生产力提升

工业作为经济发展的底座，在历史上经历过多次变革，而每一次变革也伴随着自动化技术发展以适配更大的生产规模并提升生产效率。从第一次工业革命开始，蒸汽机及珍妮纺织机的出现代表着机械化生产的革命，工业正式进入 1.0 阶段。在这个阶段，蒸汽机被广泛应用于煤炭和纺织工业，人类的生产力第一次被加上了较高的杠杆，值得一提的是，瓦特所改良的蒸汽机正是通过增加离心调速器这一自动化控制元件，将蒸汽机的生产效率提高了六倍，并推动其大规模的应用。这个阶段的控制系统多半是基于机械式结构如齿轮或杠杆等，工控系统更多关注于蒸汽系统中的温度、压力和机器转速等。

随着电力的广泛应用和内燃机的发明和应用，第二次工业革命正式开启，电力开始取代机械动力使生产过程更加高效，同时，由亨利·福特发明的流水线生产方法推动了大规模生产的普及化。在这一阶段，控制系统主要由继电器、定时器和排序器构成，其特点是每个控制模型都需要工程师单独部署，每次更换都需要重新为继电器进行布线。在这一阶段，流程工业主要采用传统的机械式或改良的气动式控制装置。

上世纪 50 年代，随着计算机以及通信技术的高速发展，工业迎来再一次升级，第三次工业革命的特点是计算机和自动化技术的广泛应用。在流程工业中，各环节基于继电器的控制回路被连接在中央计算机处，形成集中式的工控系统，即所谓的直接数字控制 DDC（Direct Digital Control）。而在离散工业中，基于继电器原理研发但灵活性更强的 PLC（Programmable Logic Controller）控制器逐渐开始在以汽车为首的离散制造中替代原基于继电器的工控系统。

早期的 PLC 原理较为简单，可以简单视为易编程的由一系列继电器组成的控制系统，只能执行逻辑控制（开/关，1/0），工程师可以通过以梯形图为主的软件控制程序来实现对生产过程的工艺控制。其相比原本基于继电器的控制系统具备：高灵活性：工程师可以通过软件定义 PLC 的控制逻辑，不需要物理布线，而继电器控制系统布线完成后再做调整成本较高；高可靠性：继电器在长时间连续运行、高频率频繁开关可能出现磨损、触点接触不良导致的故障，器件需要定期维护和更换，带来潜在停机时间；实时监控及可拓展性：PLC 既可以实时监测输入、输出数据，也可以与上位机通信进行数据交换，便于宏观监控，同时其可以轻松拓展以适应变化的生产需求。

基于以上优点，尤其是 PLC 对于生产流程优化的效率提升，PLC 逐渐成为离散工业的核心控制设备。根据《铸魂》（作者: 赵敏宁振波）一书介绍，PLC 主要是在对于工控设备有着高可靠要求的汽车工业中发展壮大的，原本汽车业的车间控制系统主要由上千个基于继电器及配套控制器件的装置构成，每年更换装置的控制模型都需要对每种继电器进行重新布线，而 PLC 通过软件编程替代了这样的装置，把控制模型的调整工作量减少到原来百分之一。

虽然由于 PLC 的发展历史和基于数字量的控制逻辑，其更多被应用在电子产品、汽车制造等离散制造领域，但这不代表其在流程工业中没有应用，现代 PLC 大多提供基于 AI(Analog In)/AO(Analog Out)的拓展模块，使得 PLC 可以处理如温度、压力、流量、电流和电压等连续变化的模拟量，并可以应用在广泛的工控场景下，是现代工业自动化的基石。根据睿工业数据，中国中大型 PLC（I/O 点在 256 以上）市场规模前三的行业分别为电池（离散+流程）、冶金（流程）、石化（流程）。

与 PLC 伴随着离散制造的高速发展相对的是 DCS（Distributed Control System）离散控制系统与流程工业的共同进化。20 世纪 70 年代初，随着经济的飞速发展，流程工业的生产规模不断扩大，同时随着集成电路的发展，以 8 位微处理器为代表的芯片在自动化仪表中得到了泛应用，对流程工业中的仪器仪表实现集中管理的 CCS（Centralized Control System）集中式控制系统所控制的设备数量也逐渐增多。但由于其并未形成对应的控制体系，控制高度集中化的同时，风险也较为集中。比如当一个关键模块出现故障后，其对应的控制区域会出现大规模停机。因此，在 1975 年，美国霍尼韦尔（Honeywell）和日本横河（Yokogawa）各自发布了其 DCS 分散控制系统，其核心思想是将控制任务分散到不同的计算机节点上，让每个区域的计算机节点（操作员站）负责区域的具体控制，以提高控制系统整体的可靠性和效率。DCS 的出现，除了 CCS 本身遇到的问题外，跟微型处理器的出现推动计算机的快速降本、普及有非常大的联系，从 1960 年代到 1980 年代，计算机的价格从十万美金（大型机 IBM 1401）以上降至数千美金（微型个人主机 IBM PC）。

由于 DCS 从传统仪器仪表的控制系统发展而来，天然就更专注于对于仪器仪表以及模拟量的控制，所以其应用场景主要集中在基础化工、石化、电力等流程工业领域。与 PLC 不同的是，DCS 的层级相对更高，是车间级控制系统的一整套方案，通常包括传感器、执行器、通信总线以及控制器，控制器更多由工业 PC 构成，但也可以采用 PLC。离散和流程采用不同方案的核心原因是，流程制造需要连续的生产过程，其中涉及到各工序间的高度集成和协调的控制，所以各个控制系统需要打通。离散制造生产过程中，每个工序的生产控制都可以相对独立，且同一条产线涉及到多种产品生产，PLC 的配置相比 DCS 更加灵活、方便。

工控产品：PLC 是工业大脑，DCS 服务流程工业

工业控制市场根据下游不同主要分为过程工业和离散工业两块市场。通常来说，过程工业多采用 DCS 工控系统并根据情况决定采取工控机或 PLC，离散工业则主要采用 PLC 或 PLC+SCADA 组网。通常 DCS 作为解决方案或系统交付，而 PLC 交付的定位更偏向于通用产品，因此也带来了不同的竞争要素，但无论是 PLC 还是 DCS，工业的特质决定可靠性是一锤定音的因素。

PLC：性能、可靠性是门槛，生态是护城河

PLC 作为工业的大脑，是工业自动化系统上的明珠，小型 PLC 客户通常会在上面做二次开发实现设备的控制工艺，中大型 PLC 客户在设计整体自动化产线方案时会也着重考虑 PLC 适配的工艺组合和组网形式，可以说占据了 PLC 市场就拥有了在自动化市场中垂直延伸的抓手。

从 PLC 的角度来讲，我们认为客户决策主要由三方面因素决定，即性能、可靠性以及生态。因此，在相对较低的预算下，提供稳定、可靠的控制系统是 PLC 厂商能进入该市场门槛。PLC 的性能一般以扫描频率（执行用户指令的速率）、I/O 点数（能同时接收的输入/输出的信号数即控制规模）、存储容量（可存储的程序复杂程度）、通讯协议（可兼容的控制设备）等指标来衡量。一般来讲，PLC 根据 I/O 点数不同可以分成小型 PLC 和中大型 PLC，对应不同的应用场景，小型 PLC 一般定义为 I/O 点数在 256 点以下，主要以单机逻辑量控制功能为主，辅以较弱的模拟量控制能力，体积较小，价格较低，更多用于单机设备上。中大型 PLC 定义为 I/O 点在 256 点及以上的，在兼具了强大模拟量控制功能的同时，计算、通信能力都有较大提升，通常被用于复杂的控制系统，连续生产流程及大型自动化系统的控制，其体积较大，价格也更高。

PLC 的能力一般由其板上所搭载的半导体元器件决定，比如板载 MCU/MPU/ASIC 芯片的性能决定了其处理能力，参考西门子 S7-1200 系列 1212C 控制模组搭载了一颗基于 ARM Cortex-R4 的 SoC。

我们认为高可靠性是 PLC 选型的必备条件，PLC 作为产线的控制器件，一旦宕机就会造成产线停工，且发现问题、定位问题、修复问题都比执行器件更加困难，停工周期长就会带来较大的损失。尤其是在使用大型 PLC 的项目上，其下游应用多为流程工业或重工业，对生产安全要求高，所以客户会考量 PLC 厂商过往的成功案例，尤其是在大型项目中的验证。高可靠性要求也使得行业的壁垒很高，格局相对稳定且集中，根据睿工业数据，2022 年 CR10 约 91%。

同时，PLC 下游相对分散，各细分市场规模有限，不同行业间的 Know-how 存在较大差异，PLC 的性质更接近通用产品而非方案，且客户需要对产品进行二次开发。开发的电气工程师一般只会专精一种软件，也会更倾向于选择自己熟悉的开发软件。而现存的设备所使用的软件同样为原厂商提供，也需要懂得该体系的工程师维护，软件生态贯穿 PLC 的全生命周期。在以设备厂商为主要下游的小型 PLC 中，数百元的小型 PLC 使得价格很难拉开较大差距，软件的延续性或较为重要，以西门子 S7-200 Smart 系列 PLC CPU 模块为例，其标配版本约 800 元左右，而其配套使用的高速枕式包装机价格通常高至 50000 元以上。在大型 PLC 的应用场景中，对比切换软件生态进行 PLC 迁移带来的产线停工或潜在试错成本，其自身成本更是可以忽略不计。

因此，我们认为生态建设是该市场的核心竞争要素，可以看到西门子在 1990 年代就已建立起本土的教培中心并在全球范围内开启校企合作，至今西门子 SCE 已经先后与中国 400 余所高校及职业教育机构建立了合作。

放眼全球，全球自动化巨头罗克韦尔（Rockwell）在全球范围内的竞争中处在与西门子相近的水平（根据 Statista 数据，2017 年西门子/罗克韦尔在全球 PLC 市场市占率分别为 31%/22%）。但在国内市场，罗克韦尔无论是整体还是在擅长的中大型 PLC 市场，相比西门子均有一定差距。我们认为除了其定位偏高端化外，目前国内的自动化工程师在校园中多学习的是西门子、三菱的知识，而北美的工程师多学习 Rockwell，在生产工作中，西门子也凭借其在国内建设的本土化中文说明手册、知识库、论坛使得产品更简单易用。反观 Rockwell，知识库等内容为全球共享的英语版本，本土生态建设相对不够友好。

可见软件生态也是各厂商维持并扩大自身份额的重要手段。我们把生态分为两个部分和两类体系，两个部分即针对小中型 PLC 市场的编程/组态软件和针对中大型 PLC 市场的组态软件/工艺库；两个体系即以西门子博途 TIA Portal/Step-7 或罗克韦尔 Studio/RSlogix 等传统工控编程软件为首的闭环派和以采用/兼容 Codesys 生态的欧姆龙、汇川技术等开源派。闭环派即提供一整套解决方案，不对外兼容，软硬一体化，其生态正如 IOS/CUDA，通过长时间的积累，已经完成了对工程师的教育和案例积累，通过相对封闭的软件生态叠加较强的硬件配置和案例积累，构筑了较强的护城河，其产品通用能力更强，可以看到，西门子在近五年的国产替代竞争中，份额反而持续增加。开源派则多被第二梯队或后来者采用，类比 Android/ROCM，如国内 PLC 龙头汇川技术，其早期通过兼容三菱等偏性价比市场的软件生态，产品针对各高景气度细分子行业推出定制化方案，减轻客户设计负担，并提供保姆式服务。后期拥抱 Codesys 开源生态，抓住海外企业供应链受阻等行业机会在小型 PLC 逐步对同生态体系的厂商完成替代。

而面对中大型 PLC 市场，其下游更多为终端的制造企业以及为其提供服务的集成商，竞争更多围绕如何更好地帮助企业完成产线自动化的设计。为此，厂商根据各行业的生产流程推出不同的工艺库和组态包，为客户提供基础组件，使得其能更便捷地开发用于产线控制的应用程序，也因为组态包和工艺库需要持续在行业中深耕所带来的对生产流程的理解，所以是整体软件中壁垒最高的部分。

DCS：系统级方案，下游流程工业高温高压，比 PLC 可靠性要求更高

与 PLC 不同，DCS 总体的定位层级更高，并多以解决方案的模式交付客户。因此，生态在该领域的重要性没有 PLC 那么高，在 DCS 行业中，我们认为影响客户决策的主要是可靠性和行业 Know-how。因为经过数十年的发展，DCS 系统本身定位为系统级软件，最核心的是软件系统或现场通讯总线，所以头部玩家在产品的性能上很难构成明显的差距 DCS 从 CCS 集中式控制系统发展而来，其设计目的就是避免控制系统集中，系统发生问题后带来大规模产线宕机和潜在的生产安全风险。DCS 行业的技术也多围绕可靠性体现，如恶劣工控高精度信号采集、I/O 信号处理与防护技术、基于硬件的热冗余技术等，目的都是实时监控生产数据，保障生产安全。

同时，由于流程行业的三大核心下游即化工、石化、电力皆为高温、高压生产环境，对于可靠性的要求比 PLC 更高，根据工信部《控制系统“一条龙”应用计划申报指南》, 石油石化 DCS 平均无故障时间要求大于 20 万小时。行业玩家要么有着非常长时间的案例积累，要么是从下游客户内部孵化起来。

由于 DCS 的方案更多是根据流程行业客户的需求以咨询+实施的方式交付，所以对于客户工艺的 Know-how 是该行业的另一核心竞争优势。因此，DCS 行业的参与者多深耕于垂直行业，如中控技术之于化工、石化，和利时之于电力。而对于工艺的理解则需要在售前、售中、售后三环节对客户进行持续服务，才能有所体现。正是由于 DCS 的高壁垒以及高门槛，行业正呈现逐渐集中的趋势，根据睿工业统计， 2011 年国内 DCS 市场的 CR5 为 59.9%，2022 年达到 73.8%，而我国 DCS 行业龙头中控技术的市场份额也从 2011 年 13.0%增长到了 2022 年的 36.7%，我们预计未来行业仍将呈现强者恒强的趋势。

工控市场：PLC+DCS 空间超 250 亿元，国产替代是核心逻辑

PLC：工业大脑有望以点带面，国产化比例仍较低

PLC 作为工业的大脑，其潜在能带动的市场数倍于自身规模，主要是因为在以 PLC为基础的大型系统内，同生态 PLC 更容易完成组网，大型 PLC 选型通常会带动子系统的中小型 PLC 的选型，而单一设备 PLC 的选型又会带动驱动器的选型。参考汇川技术定增第二轮问询函，PLC 产品在自动化设备或产线中的采购成本占比较小，比驱动器小得多，但其软件的学习成本高、试错成本高导致更换难度比驱动器大的多。因此，客户一旦认可公司 PLC 产品，在第二年的采购中有一定比例会增加采购公司变频、伺服等产品，数据上也可以看到公司 PLC 与其他产品共同销售的比例持续提升。

市场空间：2022 年中国 PLC 市场规模超 169 亿元，全球市场超 112 亿美元

PLC 系统作为工业控制的核心模块，有着广阔的市场空间。全球来看，根据 Mordor Intelligence 数据，2022 年全球 PLC（除服务）总市场空间约 90.8 亿美元，并有望在 2026 年达到 106.4 亿美元。根据睿工业数据，2022 年我国 PLC 总市场空间达到 169.9 亿元，并有望在 2025 年达到 180.1 亿元。

从行业应用的角度来说，过去五年间，PLC 应用的市场规模在景气度较高的行业如电池、光伏、半导体中随着行业产能扩张和 CAPEX 投入增加实现较快增长。展望未来，由于电池产能目前已经一定程度饱和，我们预计后续投资会有所减少，而光伏、半导体以及电力将有希望实现远高于行业的增长速度，使相关行业的供应商核心受益。

分结构来看，小型 PLC 除了近年来增长较快的电池与光伏外，其下游市场主要为纺织、电子制造、包装、食品饮料、纸巾等轻工业，且集中度较低。中大型除了电池外，其下游市场主要为石化、汽车、冶金、物流、市场与公共设施等更偏重工业的市场，且集中度较高。

竞争格局：专用替代通用提高国产比例，中大型 PLC 静待突破

根据我们对 PLC 生态的分析，我们认为国内厂商想进一步提升自身市场份额，进军高端市场，不仅需要在性能、可靠性上证明自己，也需要在软件生态上逐渐追赶。目前传统跨国巨头如西门子、三菱、欧姆龙仍主导 PLC 市场。根据产品类型的不同，小型 PLC 和中大型 PLC 的市场格局呈现一定分化。

在小型 PLC 市场，由于下游更多为设备厂商，在生态通用的情况下，性价比仍是客户的考量因素。近年来该领域也涌现出来更多的行业机会，比如缺芯导致海外大厂供应链受阻，我国优势产业如电池、光伏、口罩机高速发展，在这些过程中，汇川技术、信捷电气等国产工业自动化厂商凭借优良的性能和较高的性价比，通过一整套的专用行业方案和贴身服务对更多为通用方案的海外企业完成了一定的替代。根据睿工业数据， 2017-2022 年间，我国小型 PLC（I/O 点数小于 256 点）市场中，汇川技术和信捷电气加总市场份额从 6.6%上升至 18.3%，国产化比例提升显著。

我们认为在小型 PLC 市场中，未来国产 PLC 厂商有望通过更多的行业专用化方案在我国的优势制造行业对以性价比市场为主且兼容生态的三菱、欧姆龙、松下、台达等通用产品厂商实现有效替代。而在中大型 PLC 市场中，由于其应用场景更偏向于关键制造领域或重工业，其对于可靠性的要求远高于小型 PLC，且性价比和价格不再是首要的考虑因素。同时，一旦切换 PLC 厂家，基于原厂商的生态所构建的生产流程有可能面临重构，试错成本过高，需要过往大型成功案例才能打动客户。所以目前市场份额仍被跨国巨头所把握，近五年 CR6 均超过 92%，且全部为海外公司。

我们认为在中大型 PLC 市场，尽管在政策条件相对稳定的情况下，短期内很难出现大范围的替代，然而在细分领域，国产厂商有望凭借其自身的客户资源逐步完成关键的案例积累，并实现在该细分行业的份额提升和国产替代，比如宝信软件在钢铁领域，中控技术在化工领域，和利时在电力、轨交领域均取得一定成果，但完成案例积累仍需更多时间。

DCS：国产化率近半，电力 DCS 市场有较大空间

市场空间：2022 年中国 DCS 市场规模超 86 亿元，全球市场规模超 172 亿美元

DCS 作为大型过程工业的基础，是车间到现场级工控系统的另一个重要组成部分。根据 Gminsights 数据，2022 年全球 DCS 市场规模达到约 172.0 亿美元，并有望在 2032 年达到 303.0 亿美元，年复合增速 5.8%。国内市场，根据睿工业数据，2022 年中国 DCS 市场规模达到 86.6 亿元，并有望在 2025 年达到 118.4 亿元。

从下游行业的角度来看，相比 PLC，DCS 下游市场高度集中。参考睿工业数据， 2022 年中国 DCS 市场行业占比前三分别为化工、电力、石化，共计接近 80%。可以发现，相比全球市场，我们化工市场的占比相对较高，但电力市场的 DCS 市场规模显著较低，我国电力 DCS 市场规模仅占全球电力 DCS 市场规模的 5.0%，无论是相比我国发电量占全球的比例（根据《2023 年版世界能源统计年鉴》我国发电量全球占比约 30.3%），还是相比我国 DCS 市场占全球 DCS 市场的比例（综合 Gminsights 和睿工业数据，约 7.1%），均较小。

竞争格局：国产厂商可靠性相近，服务更好，份额有望持续提升

相比 PLC 市场，DCS 市场下游更为集中，垂直行业间有较大差异，需要较长时间的案例积累，进入壁垒较高，我们认为行业将呈现强者恒强格局。目前行业的格局变化多来自在案例积累近似的情况下，国产厂商通过高性价比、更好、更及时的服务实现重点行业对国外厂商的逐渐替代，并逐渐向高端发展。根据睿工业数据，2018 年以来我国 DCS 国产比例稳步提升，仅以浙江中控、和利时以及国能智深三家公司份额相加，其市场份额从 2018 年的 42.6%逐步提升至 2022 年48.0%，国产化比例已经近半。

DCS 相比 PLC 会更接近行业专用方案，行业间壁垒更强，具备咨询与实施并举的属性，我们认为其需要贴身服务的程度高于 PLC。除产品外，各企业售前工程师、实施顾问与现场工程师所具备的行业 Know-how 以及过往案例的验证在客户决策中占据主导。可以看到，行业龙头中控技术截止 2022 年底已在全国各中大型化工园区修建共计 150 家提供全方位服务的 5S 店，并通过该渠道持续获取订单，亿元店达 32 家，5000 万以上 68 家。

我们认为，从未来格局上看，一、DCS 行业偏咨询的模式使得客户对于服务的重视度较高，而国产厂商在服务维度相比海外厂商有显著优势，有望持续实现国产化率提升；二、各 DCS 公司在自身深耕的领域均有较强的案例壁垒、商业壁垒，客户对于安全、可靠性的高要求使得企业长时间口碑积累更为重要，项目制的商业模式使得企业实施团队对该行业生产流程的理解成为竞争的另一核心要素，在这方面，各行业领军企业有望呈现强者恒强的趋势。
展望未来：DCS 国产化与周期共振，PLC 有望迎来结构性机会

我们认为短期 PLC 和 DCS 总体需求仍会面临一定增长压力，但我国制造业 PMI 已逐步回暖，制造业 CAPEX 有望逐渐复苏，预计以小型离散制造业客户为主的小型 PLC 市场存在结构性机会。PLC 市场，我们看好有垂直行业资源禀赋的国产厂商在中大型 PLC 上实现突破，并逐渐提升市场份额。

PLC 市场：短期下游 CAPEX 承压，中大型 PLC 有望实现突破

从 PLC 的下游应用来说，其市场较为分散，且多为离散制造业。因此，当前在整体消费预期仍一定承压的情况下，以纺织、包装、电子制造、食品饮料、纸巾等行业为下游的小型 PLC 市场将面临上游 CAPEX 减少的压力。参考睿工业数据，在 2022 年二季度普遍基数较低的情况下，2023 年二季度小型 PLC 市场除光伏外均面临较大增长压力。

我们认为小型 PLC 市场中传统行业下游短期内会承压，需要一定的耐心等待下游市场景气度回暖；而以我国优势产业或有如光伏、风电等行业为下游的市场会有一定增长机会。从过去的国产替代趋势来看，基本主要存在于小型 PLC 市场，以汇川为首的本土 PLC 厂商在逐步替代以性价比定位为主的三菱电机、台达、欧姆龙的市场份额，并受益于近两年部分海外大厂供应链受阻，口罩机新需求迸发等行业机会，成长有所提速。

但在可靠性更加重要且价格敏感度下降的中大型 PLC 市场，由于 PLC 仅占整体产线 3%-5%的成本，且部分下游属于高温、高压的流程行业，生产安全性要求非常高，本土 PLC 厂商仍面临着案例积累不足的问题，国产化率仍为个位数水平，短期内实现国产替代较为困难。但我们认为在部分细分行业存在着一定替代机会，以宝信软件、中控技术、和利时为代表的，有着客户资源禀赋的工控企业有望凭借其行业 Know-how 和客户信任度完成早期的案例积累。宝信软件为宝钢控股的工业软件企业，于 2021 年 7 月发布了经过十年积累研发的大型 PLC 产品，其结合冶金行业核心工艺算法，并在轧钢等多条产线中获得成功验证。复盘历史，宝信软件其他业务的高速发展离不开宝钢内部强有力的支持和持续孵化，从早年的钢铁 MES，到中期的 IDC 都是先服务宝钢内部，待产品成熟，积累足够案例后才会推向市场，并迅速取得成果。因此，我们看好宝信 PLC 复刻其 MES、IDC 的成长逻辑，因为在 PLC 尤其是大型 PLC 市场内，最重要的便是可靠性的验证和成功案例积累。在这方面，宝信软件有得天独厚的优势，在宝钢内部充分验证后，其市场接受度有望大幅提升。根据中商网、采招网、上海宝华国际招标公司官网披露，宝信软件的大型 PLC 落地也在持续推进，在湛江钢铁冷轧新建超高强钢热轧卷均匀软化退火机组工程中，宝信中标了包括计算机控制系统、电气传动控制系统、仪表控制系统三电系统的全国产化改造工作，具有较强的示范效应，我们看好其未来在冶金行业持续获取市场份额。

DCS 市场：火电扩容与能源自主可控共振，看好电力 DCS 行业成长

近年来，由于化工、石化等下游行业景气度较高，行业产能扩张带来资本性开支同比持续上升，市场空间持续扩容，带动我国 DCS 行业快速增长。根据睿工业数据，我国化工 DCS 市场规模持续提升，占总市场比重由从 2018 年的 33.8%提升至 2022 年的 43.0%。

由于各公司 DCS 产品深耕的行业不同，其增长与业绩呈现与行业 Beta 共振的趋势。比如过去两年增长较快的行业龙头中控技术深耕化工与石化两行业，根据公司年报披露， 2022 年，中控技术在化工、石化两行业的份额分别达到 54.8%、44.8%，均远高于总体占有率。随着化工行业 DCS 系统市场快速增长，根据睿工业数据，中控技术市场规模从 2018 年的 27.5 亿元提升至 2022 年 37.3 亿元，复合增速达到 7.9%，远超 DCS 整体复合增速 1.5%，中控技术的化工业务同样实现了高速增长。

短中期维度，我们认为有相似增长机会行业是电力行业，主要由两个因素导致，一、电力行业新建产能有望提速；二、存量电力 DCS 系统有望迎来国产化换代周期。从细分行业上看，DCS 在电力行业的应用主要集中在火电和核电。根据国家能源局披露的全国电力工业统计数据，今年以来我国火力发电装机容量持续高增，截至 2023 年 8 月，我国火电装机容量增加值已经达到 3429 万千瓦，同比增长 72.9%。新兴火电建设无疑会带来 DCS 系统的增量空间，参考深耕电力 DCS 的和利时 2023 财年报（2022.7-2023.6），可以看到在整体环境承压的情况下，其工业自动化的订单仍保持一定增长，我们认为其订单获取有望在下半年以及明年持续加速。

从增量的角度来看，根据 2021 年 10 月发布的国家发改委、国家能源局关于开展全国煤电机组改造升级的通知中附《全国煤电机组改造升级实施方案》文件中的表述，我国新增煤电机组将严格执行节能降耗标准，从机组参数水平的角度来看，新建非热电联产燃煤发电项目原则上采用 60 万千瓦及以上超超临界机组。而根据我们从北极星电力网、北极星火力发电网上公布的项目信息对 2022 年公布的 317 个煤电项目统计，其总规模约 402.2GW，其中采用 60 万千瓦及以上发电机组的项目 258 个，共 386.5GW，占新增发电产能约 96%。

从未来新建发电机组的规划角度，根据刊登在中国能源报上由陈吟颖撰写的《煤电要灵活性改造，更要合理规划》一文，2022 年 9 月，国家发改委召开煤炭保供会议，提出 2022-2023 年新开工煤电 1.65 亿千瓦，2024 年保障投运煤电机组 8000 万千瓦。同时，文章提到为了应对全社会用电需求的增长、保障电力供应安全，并支撑风光可再生能源消纳，预计在“十四五”期间，我国将新增 2.3-2.8 亿千瓦煤电机组，到 2025 年末，煤电装机有望超过 13 亿千瓦。参考中电联数据，2022 年底我国煤电机组总装机量约 11.2 亿千瓦。因此，我们认为近三年火电综合新增装机量有望达到 1.8-2.0 亿千瓦。

从项目价值量的角度来说，大型火电项目（600MW 以上）所配套的 DCS 系统价值量通常可以达到 1000 万以上，假设总体火电建设比例与 2022 年相似，1.8-2.0 亿千瓦对应约 286-320 台 600MW 火电机组，对应 28.6-32.0 亿元市场空间。

从存量替换的角度看，根据国标 GB/T 36293-2018《火力发电厂分散控制系统技术条件》，DCS 系统使用寿命宜不超过十年，通常电厂的换代周期约为 8-9 年。因此在近两年，于 2014、2015 年火电发电容量扩充期所建造的控制系统有望迎来从海外厂商到自主厂商的替换，而其他存量机组也有望逐渐实现国产化替代。定量来看，根据微信公众号循环流化床发电统计，截至 2020 年底，我国 500MW 以上/300MW-399MW 煤电机组分别为 786/1048 台，因为煤电机组通常分为 300MW 级、 600MW 级和 1GW 级，我们假设 300MW-399MW 平均机组发电容量约 330MW， 500MW 以上机组平均发电容量为 630MW，得到 300MW 以上发电机组总发电容量约 8.41 亿 KW。参考中电联数据，2020 年煤电装机容量约 10.79 亿 KW，300MW 以上发电容量占比约 77.9%，以相同逻辑测算 2019 年发电机组容量，300MW 以上发电容量占比约 78.1%。

而根据《全国煤电机组改造升级实施方案》中对于发电机组容量的要求，我们认为该比例应呈逐年上升趋势，根据我们测算，在 2022 年底应达到约 78.8%，新增约 60 台 600MW 以上煤电机组，13 台 300MW 级煤电机组，600MW 以上/300MW 存量机组分别达到 846/1061 台，结合 DCS 价值量分别约 1000 万元/700 万元，潜在总市场空间约 159 亿元。

我们认为，火电 DCS 国产替代是大势所趋，主要因为能源与电力是现代社会运行的基石。2019 年委瑞内拉事件中，电力系统受攻击导致全国停工停产；近期 Rockwell Automation 发布的《工业运营中 100 多起网络安全事件解剖》显示，1982 年至今共发生了 122 起针对 OT/ICS 的攻击事件，其中有 81 起都发生在 2010 年以后，而在这些攻击中，能源与核电占到总体的 48%，能源安全形势愈加严峻。参考以上信息，我们认为火电自然汰换周期有望与能源安全共振，在 5-8 年内完成对现有火电 DCS 的存量替换，对应每年约 20~32 亿元的市场空间。

从落地的预期来看，以上海电气为例，其燃煤发电设备在手订单于 2023 年上半年出现明显增加；2019 年起，上海电气在手燃煤发电设备订单维持在 500-550 亿元左右，而 2023 年中报在手订单达到约 710 亿元，上半年新增燃煤发电设备 227 亿元，同比增加 92%，火电建设明显加速。

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