冷凝水回收集散控制系统行业产销需求与投资预测

冷凝水回收集散控制系统行业产销需求与投资预测

工控系统主要包括PLC、DCS和SCADA三大类工业控制系统（ICS，Industrialcontrolsystem）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Level1，而DCS属于Level1和Level2，而SCADA则属于Level2。DCS与SCADA是一种控制系统，PLC只是一种控制装置。在工业自动化和控制系统的结构中，PLC作为重要的底层控制部件，通常应用在SCADA和DCS系统中，用于实现工业设备的具体操作与工艺控制，PLC控制系统重要的基础。DCS与SCADA侧重点不同。SCADA侧重于各子系统数据监测，SCADA主要用于控制点分散，比如天然气的长输管道、电力调度系统等等。DCS侧重于分散控制，也兼具了SCADA的功能。基本上，在一些生产企业会包含3种系统，SCADA作为生产管理级上位监控，DCS实现复杂控制，而PLC实现单机及简单控制。自动检测系统基本结构分析根据所检测参数的不同，自动检测系统可分为质量检测、水分检测、密度检测、成分检测、压力检测、流量检测、温度检测、物位检测等不同系统；根据测量原理的不同，自动检测系统可以分为射线式、激光式、微波式、超声波式、压电式等。自动控制系统是指利用一些自动控制仪表及装置，对生产过程中某些重要的工艺变量进行自动调节，使它们在受到外界干扰影响偏离正常状态后，能够自动地重新回复到规定的范围之内，从而保证生产的正常进行。基本的自动控制系统由控制器、执行器和被控对象组成。被控对象是指生产过程中被控制的工艺设备、装置或流程。自动控制系统的信息输出端为自动检测系统所提供的参数测量值，控制器作为控制中枢，在接收参数测量值后，根据测量值和设定值的差距，计算出操纵量（又称控制量）并传输至执行器。执行器根据操纵量对被控对象进行控制和调整，保证生产过程的稳定高效。按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统，在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差；闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。过程控制行业竞争格局（一）过程控制领域竞争格局国外龙头企业在过程控制领域发展较早，在技术水平、品牌知名度、业务规模等方面相较于本土企业具备竞争优势，占据以大型复杂项目为代表的高端市场主要份额。我国过程控制领域企业众多，呈现业务多集中单一或具有类似特征下游应用行业，如集中在石油、化工等过程工业。经过多年的发展与技术积累，以中控技术等为代表的国内过程控制企业逐步进入各细分应用领域，逐步实现对于国外品牌的。（二）机器视觉领域竞争格局机器视觉的可应用领域广泛，覆盖3C电子、半导体、平板显示、食品饮料、汽车、印刷、电池、薄膜、纺织、医疗卫生等多个领域。机器视觉领域的参与者众多，主要分为两类：一是专注于相机、镜头、光源、算法等底层核心软硬件开发，为各应用行业提供基础部件解决方案，如基恩士、康耐视、奥普特等，位于产业链上游；二是专注于为某一个或某几个行业提供应用解决方案，位于产业链中游，如天准科技在消费电子领域的视觉测量/检测设备，得到苹果、三星等行业龙头的认可；精测电子主要产品为平板显示检测设备，服务于京东方等下游知名的面板或模组厂商；矩子科技的3C电子光学检测设备进入华硕等知名厂家的生产线。随着技术的成熟和行业的发展，产业链某一环节的企业逐步向全产业链发展，比如：奥普特以光源作为突破口，向产业链中游拓展，逐渐成长为机器视觉成套系统解决方案的提供商，服务于3C电子领域苹果、华为等多家知名企业。机器视觉行业发展概况（一）机器视觉行业基本介绍1、机器视觉系统组成机器视觉是指用机器代替人眼来做测量和判断，是人工智能正在快速发展的一个分支。机器视觉系统由光学照明与成像、图像采集、图像处理和分析、信息决策与应用执行四个部分组成。2、机器视觉系统优势相比于人眼识别，机器视觉在速度、精度、环境适应性、客观性、效率性、感光范围等方面优势明显，具有检测速度快、识别精度高、工作时间长、信息方便集成、适应恶劣环境等核心特征。机器视觉系统是智能制造装备的重要组成部分。智能制造装备是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。机器视觉作为机器的眼睛和视觉大脑，属于智能装备感知、分析部分的关键零部件，也是整个智能制造系统中的重要信息输入端口。智能制造的实现需要广泛联通各类生产设备，并通过智能控制系统将各类生产设备所采集的信息进行汇总和分析，最终做出高效、精确的自主决策，而机器视觉技术是生产设备采集信息的重要方式，是智能制造的基础。（二）机器视觉行业发展现状1、国外机器视觉发展较早，应用场景不断扩充，全球市场规模持续提升机器视觉相较于人眼识别在速度、精度、适应性、效率性等方面的优势显著，已成为智能制造领域中的重要组成部分。随着自身技术的成熟和各行业智能制造需求的增长，机器视觉的应用场景不断扩充，在电子制造、平板显示、汽车、印刷、半导体、食品饮料包装、制药、生命科学等众多行业均成功应用。根据数据，2015-2020年全球机器视觉市场规模不断增长，2020年已达到107亿美元。未来随着应用领域的不断丰富，全球机器视觉产业市场规模有望进一步提升。2、我国机器视觉产业起步晚，发展迅速，未来前景广阔我国机器视觉产业起步较晚，早期主要以技术引进的方式快速掌握国外机器视觉的先进经验。近年来，国家大力推进制造业转型和智能制造，国内制造业升级转型和的趋势明显加快，我国机器视觉行业迎来了空前的发展机遇，市场规模快速提升。根据机器视觉产业联盟（CMVU）数据，2020年我国机器视觉产业市场规模达到128亿元。2016年-2020年，年复合增长率达到27．42%。预计2025年，我国机器视觉产业市场规模达到393．13亿元。（三）机器视觉行业技术发展趋势嵌入式系统技术是以计算机技术为基础，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等要求严格的专用计算机系统。嵌入式系统由硬件和软件组成，软件内容包括软件运行环境及其操作系统，硬件内容包括嵌入式处理器、存储器、通信模块等。嵌入式系统技术在机器视觉中的应用不断拓展，形成以智能相机为代表的智能化机器视觉设备。相比于基于上位机的视觉技术，嵌入式系统技术将用于实现图像处理和深度学习算法的AI模块集成至工业相机，实现边缘智能，能够同时胜任图像采集与数据处理工作。随着技术的发展，工业生产过程中的高精度化、高自动化对机器视觉检测系统的信息数据的存储和传输都提出了更高的要求，传输过程中的大容量数据、高分辨率图像给上位机的算法处理带来了严峻的考验。采集卡主要作用为将相机输出的图像信号采集到图像处理和存储设备中。图像处理板卡主要作用为利用其硬件完成对图像的各种复杂处理，应用在数据量大或实时性高的应用场合。为解决大容量数据的处理问题，以德国Basler为代表的采集卡厂商，推出带预处理功能的数字图像采集卡，该卡利用FPGA+软件平台，预先完成一部分图像处理工作，简化了上位机的算法处理压力。随着FPGA技术和并行处理技术等多种底层技术的发展，图像采集卡的预处理能力和图像处理板卡处理能力未来将日益强化，大数据量复杂运算的实时处理都变为可能，上位机将成为简单的信息交互界面。作为神经网络的高阶发展产物，深度学习通过大脑仿生使得计算机从经验中学习知识，根据层次化概念体系理解环境，进而去拟人化地解决难以形式化描述的任务。深度学习的常用模型主要包括循环神经网络、卷积神经网络和稀疏编码等，主要应用于图像处理、数据分析、语音识别等领域。基于深度学习的缺陷视觉检测，借助特征可视化手段对深度学习模型提取到的特征进行可视化分析来检测产品瑕疵，提升分级模型训练的准确度，实现产品缺陷的高效准确分级，解决工业生产过程中外观检测的痛点和难点。相比于传统检测手段，基于深度学习的视觉检测在产品缺陷检测中应用具有更高效及自动的提取特征能力、突出的抽象和表达能力。然而，复杂的工业生产环境、多种多样的生产工艺等因素，造成外观缺陷种类和特征各不相同。目前，基于深度学习的缺陷视觉检测系统在行业应用上尚无通用的检测算法，针对不同的应用场景，需要分析设计最优的图像采集和检测方案。未来，随着相关技术的不断发展，深度学习技术有望与机器视觉系统在工业检测领域充分融合，进一步提升生产制造过程中的检测水平。DCS：是流程工业控制系统的核心DCS（DistributedControlSystem，集散控制系统）是以微处理器为基础，采用分散控制、集中显示、分而自治、综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。DCS采用集中监控的方式协调本地控制器以执行整个生产过程，将各个分站进行数据交流和整合，完成满足客户需求的控制。DCS是流程工业控制系统的核心，它采用控制分散、管理集中的设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式，主要应用于基于物理和化学变化生产、加工过程属于连续系统的流程工业领域。DCS由输入输出模块、通信模块、控制器和人机界面组成，用于实现对生产过程的数据采集、控制和监视功能。DCS主要由三站一线组成：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络。工程师站对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。操作员站处理一切与运行操作有关的人机界面功能的网络节点。现场控制站是DCS的核心，对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。系统网络是连接系统各个站的桥梁，由于DCS是由各种不同功能的站组成的，这些站之间必须实现有效的数据传输，以实现系统总体的功能。2020年全球DCS市场规模约169亿美元。根据ReportLinker数据显示，2020年全球DCS市场规模约为169亿美元，预计到2027年全球DCS市场规模将达到215亿美元，年复合增速约为3．5%。2020年中国DCS市场规模约87亿人民币。根据睿工业数据，2019年度国内DCS市场规模为87．4亿元，同比增长7．2%。2020年受到新冠疫情影响，项目建设有所延缓，预计DCS市场或将出现下滑。但随着工业复制化持续提升，DCS的运用将逐步开始向高端、大型、联合控制和注重后续维护的方向发展，预计DCS市场仍会保持5-6%的平均年增长率。DCS应用行业众多，化工、石化和电力是最大领域。从下游应用行业来看，化工、石化和电力三大行业占据80．7%的市场。2019年化工行业依然为第一大市场，规模达到32．3亿元，同比增长17．4%；石化行业规模达到17亿元，同比增长14．3%；电力行业规模为21．3亿元，同比下降4．6%。中控技术市占率近三成，位列行业第一。本土品牌：以中控技术、和利时为主，市场份额分别分别占比27%与15%；外资品牌：主要以欧美系的艾默生、霍尼韦尔、西门子、ABB，和日系品牌横河电机为主，市场份额分别占比16%、10%、6%、7%、6%；化工领域主要以中控技术、和利时、霍尼韦尔、横河电机为主；电力领域主要以ABB、艾默生、和利时、西门子为主；石化领域主要以中控技术、霍尼韦尔、艾默生、横河电机为主。自动检测系统自动检测系统采用各种检测仪表和仪器，采用射线、激光、微波等各类检测方式，自动连续地对质量、厚度、水分等各种工艺变量进行测量，将测量结果用仪表指示并记录下来供操作人员或上位机观察、分析或将测量结果传送给控制系统，可为自动控制系统的实现自动化控制提供输入信息。自动检测系统一般由传感器、变送环节和显示器构成。传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测参数，并经能量转换转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输出信号。传感器的输出信号需要经过变送环节转换成标准统一的模拟量信号或满足特定标准的数字量信号。显示器的作用是向观察者显示被测量数值。过程控制行业下游及终端市场情况分析随着碳中和成为全球各国的共识，新能源产业蓬勃发展。新能源电池作为新能源产业重要组成部分，是各国大力发展的新兴领域。锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。在手机、新能源汽车等下游行业对锂电池的能量密度、寿命、安全等技术指标不断提升的背景下，锂电池生产厂商对于自动化检测和控制系统需求不断提升。锂电池极片与隔膜的厚度不标准、涂布不均匀、外表面缺陷、内部缺陷等将直接影响锂电池的性能。根据应用场景的不同，锂电池可分为动力锂电池、消费锂电池和储能锂电池等，其中动力锂电池是占比最大的细分领域。受益于国家对新能源汽车的扶持和终端用户的接受度不断提高，我国新能源汽车渗透率不断提升，有效拉动对动力锂电池的需求，将成为锂电行业增长的主要推动力。根据数据显示，2021年全球锂电池出货量为601GWh。未来随着新能源汽车渗透率的不断提升及储能其他下游产业的发展，预计2025年全球锂电池出货量将达到4，100GWh，2021-2025年复合增长率达到61．61%。光伏胶膜和光伏背板膜方面，根据中国光伏行业协会数据显示，2020年国内光伏新增装机量为48．2GW，2013-2020年间复合增长率为23．66%；在多国碳中和目标、清洁能源转型及绿色复苏的推动下，乐观预计2022-2025年，全球光伏新增装机将达到240GW-330GW。薄膜的种类较多，除了光伏膜材外，包装膜、卫生膜、铝塑复合膜等其他膜材也存在广泛的市场需求。根据对薄膜市场需求调研，薄膜生产线所必备的模具年出货量约为3，000套，1套模具对应1条薄膜生产线，所配套的薄膜厚度在线测控系统和表面瑕疵检测系统各1套，据此推算1条薄膜产线厚度在线测控系统和表面瑕疵检测系统投资需求合计为40万元。2021年-2025年，其他膜材市场容量各年均为12亿元。近年来，无纺布行业在中国发展迅猛，我国已成为全球最大的无纺布生产国与消费国。2020年，疫情带动了口罩、防护服、消毒湿巾等卫生用品的生产，国内无纺布市场迅速扩大。根据中国产业用纺织品行业协会数据，2020年高达878．8万吨，同比增长35．9%。新冠疫情短期内催化无纺布需求。从长期看，与发达国家相比，中国人均无纺布消费量处于较低水平。中国一次性防护用无纺布产品使用比例远低于发达国家水平，随着消费者健康卫生意识增强，生活习惯逐渐改变，个人卫生护理及清洁擦拭无纺布制品整体市场需求还将进一步扩大，长期来看医