冷凝水回收集散控制系统行业投资价值分析及发展前景预测

冷凝水回收集散控制系统行业投资价值分析及发展前景预测

过程控制行业发展概况过程控制在工业领域是指以厚度、水分、成分、温度和压力等工艺参数作为被控变量的自动控制，是计算机及时地采集检测数据，经过算法得出最佳值迅速地对控制对象进行自动控制和自动调节，也被称为实时控制。过程控制是保持生产稳定、降低消耗及成本、提高生产质量的重要手段。依据具体职能和组成的不同，过程控制技术可分为自动检测系统、自动控制系统、自动保护系统和自动操纵系统四类。（一）自动检测系统行业发展概况自动检测系统是指自动连续地对面密度、厚度、灰分、水分等各种工艺变量进行测量，并在上位机中对测量结果进行分析输出，为实现自动化控制提供输入信息。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、超声波式等。目前，片材在线自动检测主要是片材的厚度/面密度/水分或其它成分含量的在线检测，如厚度（面密度）国际同行通用的检测方式主要是射线测厚、激光反射测厚、红外测厚等，水分的主要检测方式主要是红外检测和微波检测；其他成分检测主要是射线检测或红外检测。当前片材生产过程中在线实时、非接触高精度检测要求日益提升，射线检测、激光检测、红外检测、微波检测在检测场景中仍是行业内重点发展的检测技术，且随着涂覆、复合等深加工新材料应用场景增多，射线类面密度检测技术性能明显优于其他检测手段，具有广阔的市场空间。（二）自动控制系统行业发展概况自动控制系统是指利用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。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。智能制造需要强大的工业自动化作为支撑。过程控制是工业自动化的重要分支，广泛应用于新能源电池、薄膜、造纸、无纺布及卫材、医药和食品等过程工业领域。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，过程工业产品的质量和功能也向更高的层次发展，为满足优质、高产、低消耗等要求，过程控制已经成为现代过程工业不可或缺的重要组成部分。我国智能制造尚处于起步阶段，过程控制作为智能制造在过程工业领域实现的根基，其应用水平将直接影响未来智能制造在过程工业的发展。过程控制行业基本概念过程控制在工业领域是指以厚度、水分、成分、温度和压力等工艺参数作为被控变量的自动控制，是计算机及时地采集检测数据，经过算法得出最佳值迅速地对控制对象进行自动控制和自动调节，也被称为实时控制。过程控制是保持生产稳定、降低消耗及成本、提高生产质量的重要手段。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。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，长期来看医用无纺布消费量有望持续增长。我国是传统造纸大国。改革开放以来，通过引进技术装备与国内自主创新相结合，我国造纸行业从早期的产能分散、工艺粗放式生产向集约型发展模式的过渡。部分国内优秀造纸企业已完成由传统造纸业向现代造纸业的转变，步入世界先进造纸企业行列。目前，中国已成为全球纸品产销大国，造纸总产量和消费量已经跃居世界首位。根据中国造纸协会的数据，2021年我国纸及纸板生产量达到12，105万吨，创下历史新高。根据中国造纸行业协会发布的《造纸行业十四五及中长期高质量发展纲要》，2025年和2030年全国纸及纸板总产量目标分别为1．4亿吨和1．7亿吨。2021年-2025年和2025年-2030年，全国纸及纸板总产量的复合增长率分别为3．70%和3．96%；同时提出主动淘汰落后产能，关闭排放不达标、能耗水平相对落后、产品竞争力弱的生产设施，持续进行技术改造，对产能进行优化提升。未来，纸及纸板总量持续上升，叠加落后产能淘汰挤出新增产能。预计国内造纸领域未来市场需求额能够维持5%以上的增长率，2021年-2025年，国内造纸产线市场需求量分别为133条、140条、147条、162条和179条，1套造纸机产线对应的纸张定量/水分/灰分/在线测控系统、冷凝水回收/集散控制系统和纸张表面缺陷检测系统需求量分别为1套、1套和0．35套，据此推算1套造纸机产线纸张定量/水分/灰分/在线测控系统、冷凝水回收/集散控制系统和纸张表面缺陷检测系统投资需求合计约为75．80万元，经测算造纸领域市场容量合计数分别为1．01亿元、1．06亿元、1．11亿元、1．23亿元和1．36亿元。PLC：工控系统中的重要底层控制部件PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）是一种以微处理器为基础，集合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的数字运算操作电子系统，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，将其存入PLC的用户程序存储器，运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC于上世纪60年代末研制出应用于汽车制造业，PLC是从摸仿原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只有开关量逻辑控制，所以被命名为可编程逻辑控制器。PLC具有适用范围广、可靠性高、编程简单、使用方便等特点。PLC主要由CPU结构、存储器、I/O单元、电源模块、外部设备接口等部分组成。大中型PLC主要用于项目型市场，小型PLC应用于OEM市场。国内大中型PLC主要应用于项目型市场，产品的安全性、可靠性、稳定性和网络通信能力要求比较高，如汽车、冶金、电力、化工、建材等；小型PLC主要应用于OEM市场，如纺织机械、包装机械、起重机械、食品机械等器械设备。中国PLC市场主要由外资品牌主导。欧美品牌主要以西门子、罗克韦尔、施耐德、GE为代表。西门子在中国市场占而有率44%，占据领先的市场地位，其大型、中型、小型PLC产品的可靠性、稳定性等性能较为良好，在大型、中型PLC市场中具有较强竞争优势，罗克韦尔排名第四，市占率为5%，但是其在大型PLC产品是绝对的龙头；日韩品牌主要以三菱、欧姆龙、LG为代表。主要依靠较高的性价比和渠道优势占据一定的市场份额，其中以三菱和欧姆龙为代表的日本PLC在小型控制系统等细分领域中应用较多；本土品牌市占率仅11%，主要以信捷电气、汇川技术、麦格米特、和利时为代表，市场规模相对较小，目前本土品牌主要以提供小型PLC产品为主。过程装备与控制工程的发展现状及社会作用为适应行业需求，过程装备与控制工程专业培养的学生需要有牢靠的装备机械研发、控制工程以及其它的基础理论知识。过程装备与控制工程专业旨在培养机械师，而不是工程师。只有一个具有对理论知识的应用、设计、开发、制造、创新等综合能力的机械师，才能在如今的过控行业里站稳脚跟。中国现阶段的支柱产业含有装备制造、石油化工、有色金属、汽车船舶制造和钢铁产业，而过程装备与控制工程在这些产业中发挥着重要作用无论对于仪器的研究，还是故障设备诊断和流体的技术控制都是极为重要的。同时，在21世纪的今天，新能源与动力开发是现代研究的一大重点，而过程装备与控制专业也早已渗入到航空、航天、原子能等领域，过程装备与控制工程专业的高素质人才便在其中发挥着重要作用。从专业的建立到发展，为国家各产业的建设提供了强劲的综合能力支持和开发潜力。随着我国平均科学技术的提高，过控专业技术研究活力高涨，在工、矿、企业等制造业的发展上起到了强劲的促进作用。总之，过程装备与控制工程是现代化工业发展的基点，是国家支柱产业的学科基础，是衡量一个国家工业、制造业发展的标志。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