工控大脑PLC,国产如果不崛起,我们谈制造强国就是一句空话
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PLC是任何一个装备最核心的关键部件,是工业自动化领域的CPU,然而国内市场却被外资垄断,每年国内工控系统近2000亿的市场,几乎都被外资品牌给赚走了,PLC作为工业控制系统的大脑,如果不崛起,我们谈制造强国就是一句空话。
在聊PLC的市场格局和国产发展现状之前,先给大家简单说一下这玩意是干嘛的。所谓PLC,按我个人的理解,你可以把它当成是一台小型电脑,只不过这台电脑是专用于工业领域,用来控制各种机械或生产的过程。比如说我们身上穿的衣服,都是由机器缝制出来的,那怎么织线,怎么缝边呢?全都是机器里的PLC说了算。
方便大家理解,再举个例子,比如说我们想按下按钮的时候,就能启动一台设备上的电机, 这个功能类似于电视遥控器上的按钮功能,要做到这一点,我们必须先在编程软件写一个程序,然后再把程序下载到PLC,接着我们连接按钮到PLC上的输入端口,电机连接到输出端口,接着我们按下按钮,电信号就会被发送到PLC,PLC再将此信号传送给CPU,CPU这时候将处理收到的数据结果,发送到输出端口,最后输出端口再将数据转换为原始电信号,并将其应用于电机,然后电机就启动了。
在对PLC有一个简单的了解之后,给大家介绍一下国内PLC市场的竞争格局。2020年,西门子一家独占国内PLC市场44.3%的份额,占比最大,三菱占比12.9%,日本欧姆龙占比11.2%,美国罗克韦尔占比5.4%,台达占比4.8%,法国施耐德占4.5%,国产品牌占比不到15%。
西门子占比最大也在我意料之中,为什么?西门子本来就是工控老大,覆盖了从小型、中型、到大型的所有PLC,以一己之力抗衡整个工控领域的其他公司,唯有西门子一家。美国罗克韦尔虽然占比只有5.4%,但是其在大型 PLC领域是绝对的龙头老大,为什么这么说?
对西门子、施耐德这些高端玩家来说,PLC并不是他们的主要业务或核心产品,但是罗克韦尔的核心价值就是PLC,PLC业务对罗克韦尔非常重要。至于为何技术强大份额却少,其实就是因为美国公司,不愿意针对中国这个单一市场的客户需求,来调整产品的特点,我想可能美国人的思维方式是:中国并非是不可或缺的主要市场,生意就是生意,利润高赚钱就行,谈什么占有率,那是亚洲人和欧洲人热衷的事情。
施耐德、西门子、罗克韦尔、通用这四家,主要做技术壁垒较高的中大型PLC,比如汽车整车制造领域中,美国罗克韦尔应用最多、排名第一, 西门子第二。生物制药领域中,法国施耐德的产品应用最多,西门子第二,通用第三。烟草领域中,西门子的产品占据60%-70%的市场份额。
日本的三菱和欧姆龙主要以中小型PLC为主,依靠较高的性价比和渠道优势,占据一定的市场份额。
国产的市场主要以小型PLC为主,其中国产小型PLC头部企业,无锡信捷电气,在小型PLC市场占比9%,与台湾的台达和日本欧姆龙并列第三,深圳汇川技术占比4%,汇川PLC业务起步较晚,虽然现在份额没有信捷高,但是我还是看好汇川未来的发展潜力,毕竟汇川是国内工控变频器和伺服系统老大,利用变频器和伺服系统的优势进行捆绑销售,你懂的老铁,超越信捷只是个时间问题,所以我大胆预测,汇川未来几年最有可能成为国产中小型PLC一哥。其他国产品牌还有深圳麦格米特、北京和利时、上海宝信软件、南大傲拓等。
接着给大家逐一介绍一下这几家的发展现状,我只能说差距在不断地缩小中,希望大家能客观看待国产PLC,既不妄自菲薄,也不要盲目自信。
先说一下南京的南大奥拓,这家我认为是国产化率最高的PLC企业,在大型、中型、小型PLC产品线上,实现了全覆盖,所有产品的软件、硬件具备完全自主知识产权,安装了国产龙芯处理器、Linux或锐华操作系统,核心技术自主可控,目前已经在水利水电、风电等多个行业,打破了西门子等厂商的垄断,成功实现了国产化替代。
别看信捷电气的小型PLC销量和口碑国产第一,但是你扒开壳子一看,采用的重要元器件,基本都是进口的,比如说美国美信的加密芯片,日本瑞萨的存储器等,前期为了开拓市场用国外成熟的元器件我能理解,毕竟也是上市公司,要考虑股东的利益,但是从长远发展角度看的话,我个人还是愿意更多的支持南大奥拓。南大的大股东是军工集团,了解一下,全部用国产元器件意味着业绩的滑坡,现在亏钱我们也愿意养着,这就叫战略考量,深谋远虑。
接着说北京和利时,大型PLC的老玩家了,一直被业内寄予厚望,大型PLC已经在北京、武汉、天津等地的地铁项目中应用上了。其中北京地铁14号线,大型PLC用量达到120余台套,总计10万以上I/O测点,地铁是安全性和可靠性要求较高的领域,敢用国产货,至少说明国产的大型PLC技术达到安全标准了。
还有上海的宝信软件,是国内钢铁工业软件的龙头老大,7月份刚发布了自主研发的大型PLC,该 PLC主要面向冶金高端装备工艺的需求,相关产品从2016年就开始不断验证,目前已在冶金行业最高控制要求的多机架连轧机,以及高速处理线机组中得到成功验证,性能指标可媲美欧美厂商最新的高端系列产品,也算是从此打破了西门子、罗克韦尔在这个领域的高度垄断地位。个人大胆预测,5年内宝信软件就可以进入国内冶金行业PLC的第一阵营。
至于麦格米特,和汇川都是华为系的一帮高管创立的公司,表现中规中矩,份额和知名度都没有汇川高。目前国内PLC市场装机量主体为中小型PLC,其中小型PLC主要应用于OEM市场,也就是代工厂,比如说纺织机械、包装机械、食品机械等,这个群体占 PLC 总市场规模的78%左右,代工厂本来就低利润,所以这些客户对价格的敏感度极高。这也是国产实现替代的机会所在,目前国产小型PLC的主要替代目标,是三菱等日系品牌和台湾台达。
大型PLC主要应用于关键制造领域,尤其是大型自动化生产线的流程控制,对产品的安全性、可靠性、稳定性和网络通信能力,要求都比较高,这也是国产最需要突破的地方。
最后总结一下,国产PLC品牌进入行业相对较晚,自主研发能力较差,模仿国外PLC 的现象比较严重。而西门子、罗克韦尔这些老司机,已经做了30多年了,在技术研发方面,投入的时间和资本比咱们多,具有较强的软件编写、系统集成、以及提供整体解决方案的能力,我们很难在短时间内完成赶超。不过大家听了我今天讲的这几家国产厂商的进展和突破后,相信也能感受到国产是在不断进步的,是有盼头的。下期和大家细聊一下,国产与国外的具体差距到底在哪,我们下期不见不散。
高铁用国产PLC,要用更多的汗水,才能换取和进口品牌一样的品质
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上个视频和大家聊了国内外PLC市场的竞争格局和发展现状,今天接着和大家细聊一下,国产与国外的具体差距。很多人习惯带着个人情绪和主观感受,什么日本德国的PLC用30年都不用维修,国产两个月就坏,真有这么夸张吗?在此我也想借此机会,说点我对这个行业的看法。为了更加客观,我找了八家企业,后半部分会拿进口和国产品牌,做一下参数对比。
还有就是许多人认为,稳定性一定大于价格,我对此有不同看法,我认为稳定性大于价格,还是要看具体的应用场景,比如我下面即将说到的地铁、核电项目,但是小型PLC只谈稳定性不谈价格,这就是彻头彻尾的耍流氓行为。小型PLC的用户群,光代工厂就占了7成比例,代工厂本来利润就低,是对价格极其敏感的用户群体,老板会对采购成本和后期维护成本做一个综合考量,最后肯定会选择一个性价比最高的。至于国产的维修频率,我希望PLC相关维修人员能站出来谈谈自己的看法。
好了言归正传,首先咱们要承认一个基本事实就是,西门子、三菱、罗克韦尔这些国外知名PLC厂商,在PLC的研发水平和技术沉淀上,要比国内高很多,尽管我们某些型号和应用领域,已经打破垄断,实现了小部分进口替代,但是整体技术水平,和产业链核心元器件方面,依然存在客观差距。比如说工控系统codesys,如果把PLC看作是一台智能手机,那Codesys就是类似于智能手机上的安卓系统,这样一类比大家就应该明白,Codesys对PLC有多重要了。
开发这个系统的是德国3S公司,大部分国产PLC厂商,使用这个平台开发自己的PLC编程软件,而且授权费高昂。毕竟这些老司机们在这个行业都玩了三十多年了,我们起步比别人晚太多年了,这也是事实,所以我们的争议不在是否有差距,而在于差距具体在哪、差距有多大。
先说说技术壁垒较高的中大型PLC,有些朋友说咱们地铁高铁上,用的PLC全都是进口的,国产的胜任不了,因为稳定性大于价格,好像他说得很有道理,但是据我所知,青岛地铁四号线工程的采购中标公示显示,海信网络科技公司的地铁BAS系统,在与西门子、ABB等国外巨头的激烈角逐中,成功中标该项目。而该BAS系统的PLC,则是由国产化率最高的PLC企业,南大傲拓提供。
还有该PLC的软件、硬件具备完全自主知识产权,安装了国产龙芯处理器、国产锐华操作系统,核心技术自主可控。多说一句, 青岛地铁4号线工程,自青岛人民会堂至大河东站,线路全长30.7千米,设站25座,投资211.10亿元,预计2022年年底开通。
敢在4号线全线使用国产化率最高的PLC,这意味着什么?意味着南大傲拓,已经掌握了地铁PLC的全部核心技术,你要知道地铁是安全性和可靠性要求非常高的领域,这可不少闹着玩的,不是说你工厂设备故障停机,损失点钱那么简单,地铁对PLC的稳定性要求,确实远远大于那点价格差,这就是我之前说的,在这种特殊应用场景下,稳定性一定是大于价格的。即便你国产再便宜,如果安全性能不达标,照样给不了你订单,因为这是自己坑自己,出了故障他能担得起责任吗?
还有在高铁上的应用,在河南郑万高铁南阳东站、邓州站、方城站、平顶山西站、郏县站的BAS系统上,同样用到了这个公司的PLC。
还有人说海上风电机组的PLC,全部是进口的,据我所知,今年4月份, 大唐新能源扎鲁特风电场项目,由华锐风电自主研发的兆瓦级风电组主控系统,其中的PLC,同样来自南大傲拓,而CPU同样用的是国产高性能的龙芯,2K1000处理器。
还有人说水电站行业PLC全部是进口的,据我所知,去年6月份,同样来自南大傲拓,自主研发的中大型PLC产品,成功打破了法国施耐德和美国通用,在水电站行业数十年的市场垄断地位, 目前已经在四十多个水电站得到应用。大家不要小看PLC在水电站的重要性, 在水电站计算机监控系统中,最为核心之一的元器件就是PLC,水电站的一切运营操作,都需要通过PLC指挥和控制,所以对PLC产品的安全性能要求,甚至比地铁还要苛刻。
我还是那句话,这种环境对PLC稳定性的要求,远大于那点价格差,所以国产一定是掌握了全套核心技术,才敢替换掉施耐德和通用。同样,该系统用的是国产麒麟操作系统,搭配国产龙芯,大家想想水电站为什么非要用国产系统,用国产可以 大大降低Windows操作系统的病毒、漏洞、后门等对水电站运行构成的安全威胁。
包括在石油化工领域也已经开始应用了,大家自己看表吧,我就不念了。总之,这家公司积累了丰富的大中小型全系列PLC的核心技术,算是国产PLC厂商里,研发能力和国产化能力最强的了。还有上个视频说过的上海宝信软件,打破了西门子、罗克韦尔在冶金行业的高度垄断地位,具体内容就不再复述了。
大家从我上面的介绍可以看出,我们大部分行业都有应用案例了,但是我实事求是地讲,短期质量性能测试的达标,不意味着我们就可以高枕无忧了,我们后期维护的工作量,可能会比进口品牌大很多,毕竟我们的发展时间太短了,很多东西都需要时间来验证。
所以我们这些国产用户,为了保证不出问题,可能调动几十甚至上百号人,连续加班加点蹲守值班,这是国产想要上位的必经之路,我们就是靠着这些人,没日没夜的连续加班加点蹲守值班,才换来了和西门子、施耐德、ABB、罗克韦尔同样的安全运行水平。不容易啊,国产在实战中百般历练才能真正的崛起,后续根据客户的反馈,做不断的改进,我们才能不断的缩小差距。
至于小型PLC,目前国内龙头是信捷电气,汇川技术紧随其后。我们可以拿信捷、汇川技术,和三菱、西门子、欧姆龙等知名品牌做个简单比较,从图表数据来看,I/O点数为32的产品最多,竞争最为激烈;三菱和汇川的扩展模块最多,实用性比较强,松下不支持扩展模块,并且在图表品牌中,仅三菱和汇川具备4通道脉冲输出。信捷的通讯协议支持以太、无线和蓝牙三种方式,在所有品牌中兼容性最广泛,施耐德的小型PLC程序容量最高。
综合来看,国产PLC的硬件参数,比如说程序容量、通讯协议、可扩展模块等,基本与主流国际品牌差异不大,但在复杂指令的处理速度、运动控制精度、产品适用性、运行可靠性等方面,我们还有很大的进步和提升空间。
大家要明白,这些指标性能的提升,更多的是依赖深度工艺的积累,而工艺水平的落后,也是导致我们国产元器件缺乏竞争力的主要原因,不是做不出来国外同样质量性能的元器件,只是用我们落后的工艺水平做出来,成本会高的离谱,放到市场完全没有竞争力可言,而且产能非常有限。关于这点我在机床行业感触太深了。
还有就是进口的由于有先发优势,在产品成熟度和品牌效益方面,比国产有更高的接受度。当然这个市场鱼龙混杂,玩票的厂家也很多,这些厂家的质量和稳定性较差,做工一般,故障率高。为了打价格战牺牲产品的质量,就是这些劣质厂商,把一些好的国产货声誉给毁掉了,为什么有那么多人天天骂国产稳定性可靠性差,就是这个原因。大家也可以畅所欲言,说说你对这个行业的看法。下期聊伺服系统,我们下期不见不散。
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