过程控制行业基本概念及发展现状
思瀚产业研究院 双元科技    2023-06-02

（1）行业基本概念

①过程控制行业介绍

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。

A、自动检测系统

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。每种检测方式各有优缺点。

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、微波检测在发行人相关业务的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。

B、自动控制系统

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。

②过程控制对于智能制造的重要性

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。

（2）过程控制行业发展现状

①应用领域拓展和检测精度提高，检测设备需求旺盛

在工业自动化中，特别是连续生产过程的自动化中，检测系统是实现生产过程自动化必不可少的技术工具之一。自动检测系统通过对过程参数的准确检测，可以及时准确地反映工艺设备的运行工况，为操作人员提供必要的操作依据，为自动控制系统提供必要的信号，是过程控制中重要的前端系统。随着工业自动化的应用领域不断拓展和工业生产过程中对于检测精细度的要求不断提升，工业自动化产业对于检测设备的需求日益旺盛。

根据 Grand View Research 数据，2020 年全球自动检测设备规模已达到 68.7亿美元。未来在全球工业自动化不断发展的驱动下，市场规模仍将保持持续增长。从细分领域角度，发行人在线检测产品主要涉及自动检测设备中的射线检测设备、激光检测设备和微波检测设备。射线检测技术、激光检测技术和微波检测技术等作为无损检测技术，应用范围广泛。

射线检测设备方面，工业检测设备利用射线特质，在不影响、不损害被检对象使用性能的前提下，检测物料的缺陷和不均匀性、判断其状态。检测手段的非破坏性、检测结果的连续性和数据的可视化特性，避免了取样试验以点带面的局限性、弥补了人工感官检查的不足，使检查结果更具真实性、科学性，被广泛应用到工业品成分检测和内部缺陷等。随着检测精度要求提升和下游应用场景的不断增加，射线检测需求将保持快速增长。

激光检测设备方面，激光广泛应用于仪器与传感器领域、材料加工与光刻领域、通信与光存储领域、科研与军事领域等。激光检测设备应用的是激光传感器，根据Mordor Intelligence数据，2020年全球激光传感器市场规模达到9.89亿美元。Mordor Intelligence 预计未来全球激光传感器市场规模将以 9.61%的年复合增长率持续增长，2026 年将达到 17 亿美元。

微波检测设备方面，微波对非金属复合材料具有较好的穿透性，多用于检测塑料、陶瓷、玻璃、橡胶、木材以及各种复合材料等，如检测纸张/无纺布中的水分、胶接结构和蜂窝结构件中的分层、金属加工工件表面粗糙度、裂纹等，应用场景广泛，市场需求量较大。

②工业生产过程日趋复杂，工业控制系统前景广阔

工业控制系统包括监控控制和数据采集系统，以及分布式控制系统和使用可编程逻辑控制器控制本地化过程的小型控制系统，自动控制系统也属于工业控制系统范畴。

随着生产技术水平的迅速提高与生产规模的持续扩大，工业领域对于自动控制系统的要求不断提升，对于工业自动控制系统的需求日益旺盛。根据 AMRAnalysis 数据，2019 年我国工业控制系统市场规模为 105.6 亿美元。2020 年受外部市场环境影响，预计市场规模有所下降。

未来随着工业自动化技术在我国各工业领域的普及和外部市场环境的恢复，我国工业控制市场规模将稳步提升，AMRAnalysis 预计 2027 年我国工业控制系统市场规模将达到 151.6 亿美元。

数据来源：AMRAnalysis