电力设备及新能源行业分布式控制系统工业过程控制的关键工业互联网落地的基础2018

有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle电力设备及新能源深度报告——DCS：工业过程控制的关键，工业互联网落地的基础2目录DCS是工业过程控制的关键系统...................................................................4分散控制，集中操作的控制系统——DCS..........................................................................4DCS为模拟量控制系统，PLC为局部的逻辑控制产品.......................................................7功能模块开发、系统设计及网络传输能力是制造核心难点.................................................8预计DCS市场稳定增长，进口替代进程将持续...........................................10我国DCS发展进入稳定增长时期....................................................................................10国产品牌进步巨大，进口替代仍存空间............................................................................11中外资企业平分秋色，国产品牌以中小项目为主11技术提升、政策扶植、响应速度推动国产品牌进一步进口替代13DCS系统是工业互联网落地的基础..............................................................15信息化、集成化、包容性将是DCS未来发展方向...........................................................15DCS在工业互联网中扮演至关重要的角色.......................................................................15投资建议......................................................................................................16风险提示......................................................................................................17有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle电力设备及新能源深度报告——DCS：工业过程控制的关键，工业互联网落地的基础3图表目录图1：DCS系统能够实现的功能...................................................................................................4图2：四代DCS产品结构图示.....................................................................................................5图3：典型DCS系统结构（包含高层管理网络）.........................................................................6图4：DCS和PLC是控制类产品中占比最大的两个种类（除运动控制外）................................7图5：和利时HOLLiAS系统融合PLC和DCS产品优势.............................................................8图6：DCS评价主要指标及对应制造核心难点.............................................................................9图7：DCS解决核心制造难点的方式...........................................................................................9图8：2000年至今国内DCS市场大致分为三个发展阶段...........................................................10图9：2017年DCS市场下游应用行业占比.................................................................................11图10：2016年国内DCS市场行业竞争格局...............................................................................12图11：国产品牌优劣势分析.......................................................................................................13图12：国家对DCS系统发展进行大力支持................................................................................14图13：工业互联网通过三层架构逐步实现..................................................................................16图14：和利时2009-2018财年营收情况（亿元）......................................................................17图15：和利时2009-2018财年非GAAP净利润情况（亿元）...................................................17有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle电力设备及新能源深度报告——DCS：工业过程控制的关键，工业互联网落地的基础4DCS是工业过程控制的关键系统分散控制，集中操作的控制系统——DCSDCS是DistributedControlSystem的英文缩写，即分布式控制系统，是一种以控制器和现场设备为基础，将相关工艺信号汇集到系统中，由操作站进行监视或其他控制操作，以分散控制、集中操作、分级管理为主要特征的工业自动化控制系统。DCS的基本功能包括监测现场数据、遥控现场设备。此外还可以通过编程，实现PID、连锁、顺序控制、计划调度、仓储管理、能源管理等高级功能。其工作流程为现场设备将收集的如温度、流量、压力等模拟信号通过A/D转换器（信号采集卡）转换为数字信号，而后汇总至IOU单元并通过通信网络存储在主存储器内，通过人机界面显示给操作人员，操作人员可通过人机界面向现场设备发送指令，信息的传输通过通信网络进行。图1：DCS系统能够实现的功能数据来源：东方证券研究所整理全球第一个DCS系统诞生于1975年，其40多年的发展历史大致可以分为四大阶段，在这一过程中DCS实现了系统功能从底层向高层、构成系统由封闭到相对开放的不断进步。1975-1980年可以称为DCS系统的初创期，产品以实现控制功能为主，人机界面功能较弱，且各个厂家的系统均由专用产品构成，在通信方面也自成体系，因此这就造成系统不仅销售价格高，同时维护成本也高；1980-1990年可以称为DCS的成熟期，最大的特点就是引入局域网作为系统骨干，大大增强了系统的扩充余地，在功能方面，顺序控制、逻辑控制等功能逐渐产生，同时人机界面技术也不断进步。由于技术趋于成熟，市场参与者不断增加，导致DCS价格出现明显下降，开拓了使用范围。但在网络协议方面，不同厂商仍各自为政，DCS仍是一个完全封闭的系统；有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle电力设备及新能源深度报告——DCS：工业过程控制的关键，工业互联网落地的基础51990-2000年是DCS系统的扩展期。这一时期DCS系统实现两方面发展，一是增加上层网络，将生产的管理功能纳入系统，形成DCS产品直接控制、监测协调及上层管理三层典型系统结构；二是在通信网络方面，各个厂商普遍开始使用标准的网络产品，如以太网等，使各厂商DCS至少在底层能够实现互通，大大增强DCS开放性。同时这一时期DCS使用成本继续下降，一是由于除现场操作站外，人机界面、服务器和基础软件等部分基本均采用市场采购产品，明显降低系统维护成本，二是各厂商产品形态已无明显区别，差异主要集中在不同行业应用密切相关的控制方法及高层管理功能方面，同质性的增强也使产品议价能力下降；2000年至今是DCS系统的变革期。到20世纪90年代，DCS系统已经完成在监测协调及上层管理两个层级的数字化进程，唯有现场直接控制层仍然采用模拟仪表进行常规一对一信号传输，这与DCS中上层结构形成较大反差，因此当前阶段DCS的核心任务是实现现场控制设备的变革，即将传统模拟仪表等改为现场数字仪表，并用现场总线互联，这一变革首先能够省略大量A/D转换器的使用，同时将集中IOU单元内化至各台现场数字仪表中，实现彻底的分散控制。目前DCS这一变革仍在进行中。图2：四代DCS产品结构图示数据来源：《分散控制系统和现场总线控制系统及其工程设计》、东方证券研究所由以上DCS系统的发展历史可以总结出目前一个完整的DCS系统一般包括“三级一线”四个部分：过程级（现场控制站）、操作级（操作员站、工程师站）、管理级及通信网络。过程级是实施系统监测、控制等功能的最底层环节。硬件角度过程级包括现场仪表，I/O单元，继电器柜和过程控制站。其中现场仪表负责采集工艺数据；I/O卡负责将现场设备采集到的模拟信号转换为控制器能够接收的数字信号；继电器柜用于执行过程控制站发出的指令；过程有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle电力设备及新能源深度报告——DCS：工业过程控制的关键，工业互联网落地的基础6控制站负责处理控制命令及逻辑，是一个小型的计算机系统。软件角度过程级的软件主要负责数据采集、数据预处理、数据输出、数据存储等功能。主要包括I/O驱动，数据预处理（如滤波处理、不良数据处理、工程量转换等）及本地数据库（存储采集数据）；操作级是系统传达指令、操作和更改组态的部分，由操作员站和工程师站组成。操作站主要执行普通的监控和生产操作任务，工程师站主要能够实现组态修改和系统目标修改的高级功能。硬件角度操作级包括主机系统、显示设备、输入/输出设备、存储设备。软件角度