作為工業制造的重要組成部分,工控自動化及其相關產業在我國已經發展多年,其在工業制造的實際應用效果也十分顯著,對推動工業智能化轉型和數字化發展有著重要意義。那么工控自動化到底是什么?產業鏈又是什么樣的呢?下面的文章將對此進行簡單介紹。
工控自動化定義
工控自動化是指以自動化的方式實現工業控制,起源于解決生產中的實際問題,經二戰后蓬勃發展,結合新理論及技術,可實現制造業降本增效。
目前工信部、國務院、發改委和財政部頒布多項政策,加快推進傳統制造業的智能轉型,鼓勵支持工業企業向智能、安全、綠色方向發展,利好工控自動化行業發展。

工控自動化發展歷程
(1)1935年前:工控自動化技術主要有可用于控制風車磨盤間隙的結構,船只動力輔助器促使伺服系統萌芽,繼電器邏輯電路,飛機飛行自動駕駛,陀螺儀標準閉環分析。這一階段的特點是
工業控制系統局限于定性分析,其系統可靠性與安全性相對低,對外部工程師依賴程度高。
(2)1935-1950年:二戰期間,各國家集中力量對軍事中出現的控制問題進行攻關,使得工業控制理論和技術蓬勃發展;相關技術主要有通信系統,控制理論,反饋回路控制部件——比例積分控制器,工業控制系統模擬方法。
(3)1951-2014年:集中式工控系統出現,模擬電路向數字控制轉變,離散式控制系統逐步取代集中式工控系統;這一階段的相關技術有可編程邏輯控制器(PLC),數據采集與監控系統(SCADA),離散式控制系統以2G、3G及4G為代表的通信技術逐步普及。
(4)2015年后:人工智能與機器學習理論發展促使新技術誕生,分布式智能生產系統出現,滿足生產自動化以外的需求;這一階段人工智能與機器學習發展迅猛,主要相關技術包括工業級PC管理控制一體化系統集成,分布式智能生產系統落地工業4.0。
工控自動化發展歷程

工控自動化產業鏈
工控自動化產業鏈由控制層、驅動層和執行層組成。
(1)控制層:PLC國產化率不高,中大型PLC競爭壁壘高于小型PLC;DCS市場集中度低于PLC,其下游應用集中度高;控制層層通用控制器國產化率最高,國際廠商市場份額呈現收縮態勢。
(2)驅動層:歐美系和日系變頻器在材料和制造工藝方面具備優勢,其產品可靠性高,使用壽命長。歐美系低壓變頻器在中國市場占主導地位而中國廠商在技術工藝、產品設計及資金實力方面,均與國際品牌存在差距,國產化率有待提高。
(3)執行層:執行層中步進系統市場集中度高,整體國產化率高,但中國產商產品較少用于高端生產環節;伺服系統下游應用廣泛,中國伺服系統廠商在整體性能和可靠性上與國際廠商仍存在差距。
產業鏈相關政策概述:工信部、國務院、發改委和財政部頒.布多項政策,加快推進傳統制造業的智能轉型,鼓勵支持工業企業向智能、安全、綠色方向發展,利好工控自動化行業發展。
工控自動化產業鏈

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參考資料
《頭豹研究院:2021年中國工控自動化行業概覽(37頁).pdf》
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