中国工业神经中枢的自主化突围：2025年大型PLC国产化率将迎历史性跃升

在钢铁厂炽热的高炉旁，在电网枢纽的控制室内，在石油管道的监测站中，数以万计的"工业大脑"——大型可编程逻辑控制器(PLC)正24小时不间断地运转。这些看似不起眼的灰色盒子，却是现代工业生产的"神经中枢"，掌控着国家关键基础设施的每一次心跳。然而鲜为人知的是，这个价值百亿的市场长期被西门子等外资巨头垄断，国产化率不足10%。随着全球科技竞争格局剧变，一场关乎国家工业安全的"换脑手术"正在悄然进行——到2025年，中国大型PLC自主可控进程将迎来关键转折点，国产化率有望突破30%大关。本文将带您深入剖析这场工业控制领域的"国产替代"浪潮背后的战略意义、技术突破与市场机遇。

一、国家安全战略下的PLC自主可控攻坚战

1.1 工业操作系统的"命门"地位

工业操作系统作为能够实时采集、传输和处理工业数据，监测生产过程，管理控制单元的核心系统，其安全性直接关系到国家基础设施的持续安全生产运营。PLC作为工业操作系统的重要组成部分，广泛应用于国防安全和经济民生领域，堪称工业生产的"神经中枢"和关乎国家安全的"命门所在"。

当前国际形势的深刻变化更凸显了这一领域的战略价值。国家互联网信息办公室对国际芯片巨头英伟达(NVIDIA)的约谈事件警示我们，过度依赖单一外部供应商或核心技术，不仅面临"断供"风险，更将对国家关键信息基础设施安全形成潜在重大威胁。在这一背景下，PLC等工业控制系统的自主可控已从技术议题上升为国家战略安全议题。

1.2 政策双轮驱动下的国产化浪潮

国家层面正通过设备更新与资金补助双轮驱动，加速PLC国产化进程。2024年9月，工业和信息化部办公厅发布的《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》提出，到2027年，在石化化工、钢铁、有色金属等27个重点行业领域共约80万套工业操作系统将完成更新。这一规模庞大的设备更新计划为国产PLC厂商提供了前所未有的市场机遇。

表1.1 工业操作系统更新换代要求

在地方层面，华东、华南地区补贴力度尤为突出。以江苏省为例，其对工业企业采购国产PLC设备给予最高30%的补贴，单家企业年度补助上限达500万元。这类政策有效激发了市场需求，为国产PLC厂商创造了有利发展环境。

二、破局外资垄断：国产大型PLC的崛起之路

2.1 市场格局的重塑与挑战

中国大型PLC市场长期呈现外资主导格局，西门子、罗克韦尔、施耐德2024年合计市场份额高达60.8%，其中西门子一家独大，占比接近40%。这种高度集中的市场结构反映了外资品牌在技术积累和品牌认知上的传统优势。

这一格局正在发生深刻变化。2024年，大型PLC市场出现36.8%的大幅下滑，背后折射出三大结构性变化：外资品牌代理商库存高位运行、新能源行业需求结构调整，以及最关键的——国产替代加速对传统格局的冲击。以宝信软件、和利时为代表的国产厂商已在电力、石化、冶金等行业实现规模化应用，迫使外资品牌下调产品价格以维持市场份额。

2.2 技术突破与生态构建

国产PLC厂商正从硬件和软件两个维度突破技术壁垒。在硬件层面，国产CPU已形成海光、兆芯、华为、飞腾、龙芯、申威六大厂商争霸的局面，但在网络模块、FPGA芯片等关键元器件上仍存在对外依存。相比之下，软件自主可控面临更高挑战，Runtime与IDE的完全自主开发成为核心瓶颈。

表3.3 国产厂商大型自主可控PLC产品编程软件情况

值得关注的是，生成式AI等新兴技术正在重塑PLC产业格局。宝信软件于2025年实现天行IDE与DeepSeek大模型的深度集成，通过智能代码生成、故障预测等功能显著提升开发效率。这种"AI+工业控制"的创新模式，为国产PLC实现弯道超车提供了可能。

三、行业应用深水区：钢铁行业的自主可控实践

3.1 严苛环境下的技术挑战

钢铁行业对PLC的性能要求堪称工业领域最高标准之一。炼铁、炼钢等核心工序24小时连续运行的环境下，PLC系统必须确保故障率≤0.1%，同时具备强大的抗干扰能力以应对高温、高粉尘等严苛工况。这些特殊要求使得钢铁行业成为检验PLC产品可靠性的"试金石"。

表4.7 钢铁行业中PLC的应用情况

3.2 国产化替代的渐进路径

尽管面临重重挑战，国产PLC在钢铁行业已取得局部突破。宝信软件依托宝武集团的产业链协同优势，其天行PLC系统已在钢坯修磨、连铸机控制等非核心环节实现应用，并逐步向炼钢、轧钢等关键工序渗透。这种"由边缘到核心"的渐进式替代路径，有效降低了用户的使用风险和心理门槛。

行业数据显示，2024年钢铁行业大型PLC市场规模为4.12亿元，其中国产占比约15%，预计到2028年这一比例将提升至35%。改造项目成为主要增长点，占当前市场需求的55%，为国产厂商提供了广阔空间。

四、未来展望：自主可控的路径与挑战

4.1 技术融合与生态创新

未来国产PLC的发展将呈现四大趋势：一体化平台开发、生成式AI应用、开放社区构建以及云PLC/虚拟PLC技术。其中，云PLC技术通过实现软硬件分离，能显著提升系统灵活性和可拓展性，宝信软件的天行PLC已成为国内首个采用B/S架构的量产产品，为行业云化转型奠定了基础。

4.2 产业链协同破局

国产PLC的真正崛起需要产业链上下游的协同创新。当前"硬件尚可、软件缺失"的产业断层现象，反映出我国在工业软件基础领域的长期短板。破解这一困局，既需要厂商加大研发投入，也需要用户提供真实场景进行迭代优化，形成"研发-应用-反馈"的良性循环。

常见问题解答（FAQs）

​Q1：什么是大型PLC？它在工业生产中扮演什么角色？​

A1：大型PLC(可编程逻辑控制器)是指I/O点数超过2048点的工业控制设备，被广泛应用于冶金、电力、石化等关键行业，负责生产过程的自动化控制和数据采集，堪称工业生产的"神经中枢"。

​Q2：为什么PLC的自主可控如此重要？​

A2：PLC作为工业控制系统的核心，一旦被植入后门或遭到攻击，可能导致重大生产事故甚至国家安全威胁。自主可控是保障国家工业安全的重要举措。

​Q3：目前国产大型PLC与外资品牌的主要差距在哪里？​

A3：主要差距体现在软件生态和可靠性验证上。国产硬件已接近外资水平，但Runtime、IDE等核心软件仍存在差距，同时缺乏大规模长时间运行的稳定性验证案例。

​Q4：哪些行业最适合率先推进PLC国产化？​

A4：水电、电力、水利等对自主可控要求最高的行业应优先推进。这些领域政策支持力度大，且国产PLC已具备一定技术积累。

​Q5：生成式AI将如何改变PLC行业？​

A5：AI技术可大幅提升PLC的编程效率、故障预测能力和自适应控制水平。宝信软件等厂商已开始将大模型集成到开发环境中，实现智能代码生成等功能。

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2025年中国大型PLC自主可控白皮书

报告介绍：本报告由独立机构于2025年10月19日发布，共51页，本报告包含了关于PLC的详细内容，欢迎下载PDF完整版。