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中国PLC的底层系统居然是租来的?德国授权一断,产线直接停摆

10/09 11:31
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你所使用的PLC,虽然硬件部分为国产产品,但是底层系统的运行环境,则很有可能是租赁而来。

从德国的一个叫做CODESYS的公司那里租用。

这并不是危言耸听。中国的大部分工厂生产线上的“大脑”——PLC,在运行的时候会用到内核(Runtime)以及编程环境,并且要依靠这家德国企业所给予的授权。一旦授权中断,生产线就会停止运转。

悬于众多制造企业的头上的一把刀就是中国的工业自动化必须要面对的底层事实。

01 真相拆解:你用的PLC,到底“租”了什么东西呢?

许多工程师认为,只要拥有一台国产PLC,就可以算是完全实现了国产化。错。

一台PLC的完整技术栈分三部分:硬件层包括CPU芯片和I/O电路;运行时系统层包含Runtime内核,该内核负责任务调度、IO刷新以及程序执行;编程环境层包含IDE,该IDE可以用来编写程序。编译、下载)。

国产厂商在硬件层面已经做的很好了,在运行时内核以及编程环境这两层上,长期以来都是依靠着德国CODESYS。

CODESYS是由德国3S-Smart Software Solutions公司推出的旗舰产品,在全世界有数万家自动化企业的软件系统都是基于CODESYS Runtime System来开发的。市场上销售的一些所谓的“国产PLC”,打开其软件后会发现,底层使用的都是CODESYS内核。

所谓的"租"就是每台CODESYS兼容设备在使用的时候都要有runtime license才可以正常使用。未经允许,Demo模式只能运行两个小时左右,之后就会自动停止,并且需要人工重新启动。

硬件归你所有,程序也是你自己编写的,但是能够让程序运行起来的那个底层引擎,在德国人的手中。

02 CODESYS帝国:看不见的一个工业垄断组织

CODESYS可怕的地方,并不是说它卖出了多少套软件,而是因为它制定了工业控制系统的基础标准。

其Runtime System可以兼容所有的主流CPU以及各种各样的操作系统,在设备控制逻辑、工业云平台等各个层面都得到了全面的支持。工厂自动化、流程工业、能源、楼宇、轨道交通、工程机械、工业机器人等各个领域都或多或少地涉及到CODESYS的身影。

授权方式也经过了精心的设计。硬件USB dongle(CODESYS Key),最多可以存储4万个授权,并且起到加密的作用;软件license会和设备绑定在一起,并且是永久有效的。每个运行内核都必须单独授权,一台设备上同时运行多个内核就需要购买多个版本。

更重要的是,CODESYS已经完成对国产CPU(龙芯、全志等)以及国产操作系统进行移植适配的工作。这意味着什么?即使使用了国产芯片,运行的是德国内核。

表面看去是供应链多元化,但是本质上还是技术锁定。

03 市场格局:外资占据60%,大中型PLC外资占比为80%

底层软件受制于人的时候,硬件市场的外资也牢牢控制着。

根据2025年的数据,在中国的PLC市场上,西门子占据了大约22.4%的市场份额,稳坐第一把交椅;三菱电机则占有约17.8%的份额,紧随其后的还有罗克韦尔和欧姆龙等企业。外资品牌的总比例大于63%。

从规模上来看更加触目惊心。在小规模PLC市场中,国产占有率约为38.2%,已经取得了一定的地位;但是,在大中型PLC市场中,外资占据着八十一的比例,而国产只占到了十八点八个百分点。西门子一家就占据了中型PLC市场的五成以上。

在国产化程度最低的大中型PLC领域里,国产占有率不到5.5%。汽车整车、高端装备、流程工业等核心场景,几乎就是西门子、罗克韦尔的天下。

国产PLC一般只能用作外围辅助设备或者低档小规模机械设备,并不能进入到核心控制系统中去。市场的让步并没有换来和平的发展,而是在于国外对于核心技术的长期封锁。

04 断供风险:授权一停,产线就会直接停止生产

“租来”的系统最大的风险并不是价格高,而是在于它可以随时被收回。

CODESYS的授权掌握在德国的企业手里。当地缘政治变得紧张,出口管制加强的时候,或者是企业在互相争执中,授权更新、技术支持和bug修复等都会突然停止。

这不是假设。高性能PLC曾经属于“高性能计算”或者“特定领域的应用”,因此受到了严格的出口限制,在国内用户的订单上也可能会因为没有拿到出口许可证而处于有价无市的状态。

对于制造业的企业而言,PLC出现故障并不是一个单独的设备停止运转的问题,而是一整条生产线以及整个工厂生产的全部中断。汽车厂停工一个小时就会造成数百万级别的经济损失,而半导体工厂如果发生停工的情况的话,造成的损失将会是上千万级别。

更加隐秘的风险就是升级锁定。CODESYS版本更新之后,旧版授权不再更新了,用户要么付费升级,要么承担安全漏洞以及不兼容的问题。这是不能中途下车的一趟付费列车。

底层的技术不能被自己掌握的话,那么工业的安全就根本无从谈起。

05 国产突围:由“使用别人的技术”转变为“自主开发技术”

值得注意的是,已经有一些中国企业的做法是从底层重新编写答案。

禾川科技:100%国产化的编程平台。M系列PLC编程软件SysCtrl Studio完全是自己研发出来的,并且实现了代码级别的自主可控,不再受制于国外开发环境。M500系列可以支持最大的64个轴的总线,而M100、M200、M500S全系列产品都标有“100%国产化编程平台”。更加重要的是,该平台已经率先实现了对AI助手的整合,并且已经开始进行内部测试,在PLC辅助编程、知识问答等方面都有所涉及。

汇川技术:自主软件+性能突破。已经具有完整的自主可控PLC编程软件,包含IEC 61131-3五种语言编译器,并且支持OPC UA over TSN通信协议。MD800系列扫描周期低至0.092毫秒,小型PLC市场占有率居内资之首,全系支持Modbus TCP、EtherNet/IP以及国产主流协议。

信捷电气:冲击大中型高端市场。XM系列大中型PLC迅速进入高端项目的市场,在2025年可编程控制器销售额达到7.08亿人民币的时候,小型PLC市场的占有率已经达到了8%,并且稳坐国产品牌的第一把交椅。到2025年的第三季度的时候就会有XSoft云平台上线了,并且累计连接到了超过18.6万台的设备上。

华龙讯达:鸿蒙+龙芯全栈自主。国内首次推出基于“开源鸿蒙+龙芯芯片”的工业高端PLC控制系统,从芯片、操作系统到控制软件全部实现国产化,属于国家级专精特新重点“小巨人”企业。

宝信软件、中控技术:大型PLC攻关。宝信公司在钢铁行业打破了外资对大中型PLC市场的垄断;中控技术在流程工业DCS+PLC融合场景上一直进行着深入的研究,在南大傲拓完成石化项目的进口替代并且取得了SIL3认证的过程中也发挥了重要作用。

由原来的“购买国外品牌硬件搭配国内CPU”转变为现在的“从底层代码入手进行自主研发”,国产PLC正经历着一场无声无息的底层变革。

06 战略深入挖掘:硬件替换只是一半的比赛,软件生态系统才是最终的结果

人们普遍认为国产PLC存在的问题主要是硬件性能差。其实不是。

国产PLC在可靠性、响应速度、编程灵活度等各方面都取得了很大的进步,一些产品的性能已经接近到国际先进的程度。真正的壁垒是软件生态系统。

大型PLC不是孤立的产品,而是构成一个生态系统的一个组成部分。功能块库、行业应用模板、通信协议栈、HMI组态、MES对接、第三方设备驱动等一茬又一茬地积累起来的软件资产,才成了客户不愿意更换的原因。

西门子TIA Portal生态系统已经积累了几十年的时间,在全世界数以十万计的工程师中都十分熟悉它所采用的编程方式以及大量的行业库、案例等等唾手可得。让你用TIA了二十多年的工程师去换新的平台,迁移的成本非常高。

因此国产替代的道路非常明确:首先要在小规模PLC上进行试点,从而积累起客户的资源以及生态系统;继续向中型、大型市场发展;同时从底层runtime、IDE做起,实现自主化,不再受制于"租引擎"的命运。

2026年第一季度大中型PLC销售总额为29.77亿人民币,同比增长了36.1%,环比增长了38.0%。国内厂家正以以前从未有过的速度,在这里夺取一座又一座的城市。

硬件替代属于第一阶段,而软件生态系统替代则为最终结果。最终一步就是把“租来”的底层系统换为自己做的。

07 趋势升华:工业自主可控,从芯片到代码的全栈战争

在谈论工业自主可控的时候,人们最先想到的就是芯片。虽然芯片很重要,但是PLC的故事也告诉我们,在代码层面进行锁定,其隐蔽性、杀伤力一点也不亚于芯片。

runtime授权可以使得整个生产线停止运转;一种编程环境的标准,能够锁定数以百万计工程师的技术栈;一个生态系统的存在可以使客户数十年来都无法迁徙。

这场战役是从芯片开始一直到操作系统、从runtime到IDE、从功能块到行业库的全方位战争。

好的方面就是方向已经很明确了。禾川的SysCtrl Studio、汇川的自主编译器、华龙讯达的鸿蒙+龙芯方案都表明了中国企业的实力可以从底层重新编写工业控制的答案。

人工智能的加入也成了一个不确定的因素。自主编程平台加上了AI助手之后,开发效率有可能实现弯道超车——当国产平台的AI编程体验比国外传统的IDE还要好时,工程师们就会被彻底地激发出来,想要迁移到国产平台上。

以前中国的PLC底层系统都是租赁的,但是不会一直租赁下去。

由“德国授权一断产线停摆”转变为“自主内核全栈可控”,这场工业底层的突围战已经开始。

硬件就是工业的骨骼,软件就是工业的灵魂。灵魂不由自主,骨架再强壮也无法不受外界的影响。

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