wersja mobilna
Online: 550 Czwartek, 2016.12.08

Raporty

Włącz zasilanie!

poniedziałek, 27 stycznia 2014 10:15

Co zmienia się w technologiach profesjonalnych zasilaczy impulsowych? Dlaczego rynek ich dystrybucji wygląda dzisiaj znacząco inaczej niż dekadę temu? Jak tworzyć systemy zasilania gwarantowanego i dlaczego te przemysłowe są pod wieloma względami inne niż powszechnie stosowane w aplikacjach teleinformatycznych? Jaka jest sytuacja w branży z nimi związanej? Po jakie urządzenia zasilające sięgają polscy odbiorcy i czym się kierują przy wyborze dostawcy? Odpowiedzi na te wszystkie pytania (i wiele innych) przedstawiamy w opracowaniu poświęconym zasilaczom małogabarytowym i systemom zasilania gwarantowanego.

Spis treści » Część 1: Zasilacze małogabarytowe
» Liczy się sprawkość, jakość i funkcjonalność
» Produkty katalogowe zastępują specjalizowane
» Kto dostarcza zasilacze?
» Część 2: Zasilanie gwarantowane
» Zasilacze buforowe, bezprzerwowe i ...
» ...cała reszta
» Specjalizacja: przemysł
» Kto jest kim?
» Część 3: O biznesie w Polsce
» Trzy punkty podparcia
» Niewielki dołek, przedsiębiorcy liczą na poprawę
» Pokaż wszystko

CZĘŚĆ 1: ZASILACZE MAŁOGABARYTOWE

Zasilacze małogabarytowe to popularne urządzenia, które wykorzystywane są praktycznie we wszystkich gałęziach współczesnej techniki - bez względu na sektor rynku, aplikację czy typ systemu docelowego. Większość branż, które postrzegane są jako ich najwięksi odbiorcy, związana jest jednocześnie z przemysłem.

Najpopularniejszymi tutaj urządzeniami są wersje jednofazowe przeznaczone do montażu na szynie DIN oraz te w wykonaniach open frame, czyli tzw. zasilacze OEM. Instalowane są one zazwyczaj w szafach elektrycznych (sterujących), ewentualnie bezpośrednio na i w maszynach oraz różnych urządzeniach.

Tego typu produkty charakteryzują się mocami wynoszącymi typowo kilkaset watów, przetwarzają napięcie sieciowe na pojedyncze lub kilka wyjściowych stabilizowanych, zapewniając izolację galwaniczną obwodów. Istotną część rynku stanowią także przetwornice DC/DC (patrz rys. 2). Poza przemysłem zasilacze stosowane są też w telekomunikacji, aparaturze pomiarowej, medycznej, transporcie, na rynku security (nadzór, systemy alarmowe, kamery) i naturalnie w urządzeniach powszechnego użytku.

LICZY SIĘ SPRAWNOŚĆ, JAKOŚĆ I FUNKCJONALNOŚĆ

Rys. 1. Najważniejsze obszary wykorzystania urządzeń omawianych w raporcie

Technologie zasilaczy się zmieniają, a kształt im oraz rynkowi nadają wymagania użytkowników. W ostatniej dekadzie nastąpiła bardzo ważna przemiana, która wiązała się z zastąpieniem większości stosowanych zasilaczy liniowych, bazujących na transformatorach sieciowych i zwykłych stabilizatorach szeregowych, wersjami impulsowymi. Powodów ku temu było kilka, przy czym głównym była kwestia sprawności, którą zasilacze impulsowe mają znacznie większą od tradycyjnych.

Dzięki temu dla równoważnej mocy mogą być one mniejsze i lżejsze, a do tego wymagają mniej intensywnego chłodzenia. Obecnie standardem jest sprawność wynosząca 80-90%, najlepsze jednostki mają sprawność przekraczającą 90%. Skutkiem tego kilkusetwatowy zasilacz pracujący bez chłodzenia wymuszonego, który montowany jest side by side z innymi urządzeniami w szafie elektrycznej, nie jest dzisiaj niczym wyjątkowym.

Drugi czynnik związany był z kosztami. Duży wzrost cen metali w ostatnich latach spowodował, że koszty radiatorów, transformatorów sieciowych przestały być pomijalnie niskie w całkowitych kosztach projektu, a nierzadko stawały się dominujące. Do tego doszła drożejąca energia elektryczna oraz obniżki cen zasilaczy impulsowych wywołane efektem dużej skali ich produkcji na świecie. Efekt jest taki, że dzisiaj zasilacz impulsowy jest tańszy od równoważnego zasilacza liniowego, który stał się rozwiązaniem niszowym.

Duża sprawność to cecha, która korzystnie przenosi się także na kolejny bardzo ważny czynnik selekcji produktów, jakim jest jakość. Wysoko sprawny zasilacz, który nie grzeje się nawet przy oddawaniu dużej mocy, jest też w stanie zapewnić dłuższą bezawaryjną pracę. Producenci przykładają coraz większą wagę do tego, aby ich produkty były niezawodne w aspekcie długoterminowym i odporne na stany nieustalone, przeciążenia i błędy, bo w ten sposób budują znaczenie swojej marki, konkurując z tanimi dostawcami.

ZASILACZE

Od strony układowej zasilacze wyposaża się dzisiaj we wszechstronne układy zabezpieczające, rozbudowane filtry wejściowe, sterowniki zapewniające sygnalizację stanu zasilacza i inne obwody ochronne - na tyle skuteczne, że awaria na skutek przeciążenia czy zwykłego błędu podczas montażu staje się praktycznie niemożliwa.

Rozwój technologii zasilaczy pozwala nie tylko na polepszanie ich parametrów, ale też zwiększanie funkcjonalności. W tym ostatnim pomaga w szczególności cyfryzacja i wykorzystanie do sterowania pracą układów bazujących na mikrokontrolerach. Takie zasilacze mają sporo zalet, bowiem pozwalają zrealizować w prosty sposób wiele przydatnych funkcji, jak np. sterowania oszczędnościowego stopniem mocy przy niskich obciążeniach, zapewniają możliwość programowania parametrów - wartości ograniczenia prądowego czy progów zadziałania zabezpieczeń, jak też monitoringu i zdalnej sygnalizacji stanu pracy. Sterowanie cyfrowe ułatwia zarządzanie podziałem mocy przy połączeniu równoległym oraz sprawdza się w specjalizowanych wersjach - na przykład zasilaczach buforowych.

ZASILACZE - PRZYKŁADOWE URZĄDZENIA

Do innych ważnych cech omawianych urządzeń polscy dostawcy zaliczyli m.in. możliwość pracy przy dużych przeciążeniach oraz ich rozbudowę w zakresie funkcji zabezpieczających. Na wymogi klientów nakłada się oczywiście cena - nieraz bowiem odbiorcy dobierają zasilacz bez większej analizy parametrów, kierując się po prostu kryterium kosztów.

Te ostatnie są szczególnie istotne ze względu na dużą konkurencję na rynku i sam charakter omawianych produktów, które, jakkolwiek by patrzeć, są towarami powszechnymi i standardowymi. W przypadku ogólnego zestawienia, które prezentujemy na rysunku 5, cena znalazła się praktycznie na czołowym miejscu wraz z parametrami i jakością.

Michał Semeniuk

Delta Energy Systems (Poland)

  • Przemysł oraz IT - jakie są wymogi klientów z obydwu sektorów, jeżeli chodzi o systemy zasilania gwarantowanego?

Rozwiązania dla sektora IT oraz przemysłowego są odmienne przede wszystkim pod względem wymagań konstrukcyjnych. Od kilku lat branża IT przechodzi na stosowanie UPS-ów beztransformatorowych, które charakteryzują się wyższą sprawnością oraz mniejszymi gabarytami.

Oszczędność energii i miejsca w przypadku aplikacji w data center jest kluczowa. Dodatkowo coraz bardziej popularne staje się stosowanie UPS-ów o konstrukcji modułowej. Z tego powodu grupa Delta rozszerzyła swoją ofertę o nowy model UPS-a modułowego, którego moc może zostać rozbudowana do 800 kVA / 800 kW a sprawność wynosi 96% już przy 40-procentowym obciążeniu.

Branża przemysłowa, w szczególności energetyka zawodowa, nie zwraca tak dużej uwagi na sprawność systemu UPS. Tutaj urządzenia transformatorowe cieszą się wciąż dużą popularnością. Jednak równie ważnym parametrem dla obu sektorów jest niezawodność systemu zasilania. Dlatego klienci przemysłowi coraz częściej zwracają uwagę na urządzenia modułowe.

Udało nam się do takiego rozwiązania przekonać m.in. Elektrownię Kozienice wchodzącą w skład grupy ENEA, gdzie automatyka bloku 200 i 500 MW zasilana jest z UPS-a modułowego. Wykorzystana jest tu nie tylko redundancja, ale tego typu konstrukcja umożliwia łatwe dopasowanie systemu do wielkości obciążenia poprzez rozbudowę lub redukcję liczby modułów.

  • Jakie rodzaje akumulatorów wykorzystywane są najczęściej w zastosowaniach przemysłowych? Jakie są nowe trendy na tym rynku?

Największą popularnością nadal cieszą się akumulatory kwasowo-ołowiowe VRLA, AGM. Pozytywnym zjawiskiem jest fakt, że rośnie świadomość klientów co do jakości stosowania markowych produktów w przypadku akumulatorów. Baterie to przecież serce systemu zasilania i jeśli ono zawiedzie, nawet najbardziej niezawodny UPS nie będzie miał szansy zadziałać i podtrzymać zasilania odbiorów.

Coraz częściej obserwujemy tendencje stosowania w systemach UPS akumulatorów litowo-jonowych (Li-lon). Wykorzystanie tej sprawdzonej w innych zastosowaniach technologii (laptopy, telefony, samochody elektryczne) jest w szczególności widoczne w przypadku zasilaczy małej mocy. Mamy duże doświadczenie w ich użyciu m.in. w siłowniach telekomunikacyjnych czy bankach energii, które współpracują z układami fotowoltaicznymi. Nowe modele UPS-ów, które Grupa Delta wprowadza na rynek, mają również możliwość współpracy z tego typu bateriami.

W zakresie popularyzacji omawianych akumulatorów wiele zależy od samych klientów. Mają one wiele zalet, z których największą jest niewątpliwie szeroki zakres temperatur pracy bez wpływu na żywotność baterii. Z drugiej jednak strony ich wysoka cena na dzień dzisiejszy studzi chęci do ich stosowania. Jestem jednak przekonany, że w niedalekiej przyszłości baterie litowo-jonowe będą wypierać stopniowo klasyczne, kwasowo-ołowiowe.

Jest to efekt rosnącej skali ich stosowania, która pozwala na obniżki cen. Pamiętajmy, że UPS-y mogą pracować w temperaturach do 40°C, co we współpracy z bateriami litowo-jonowymi umożliwi utrzymywanie wyższej temperatury w pomieszczeniach. W efekcie układy klimatyzacyjne będą pobierać mniej energii do schłodzenia systemu UPS, co znacznie obniży koszty utrzymania infrastruktury (TCO).

PRODUKTY KATALOGOWE ZASTĘPUJĄ SPECJALIZOWANE

Rys. 2. Najpopularniejsze na rynku typy zasilaczy małogabarytowych

Drugą z kluczowych dla rynku metamorfoz, po popularyzacji wersji impulsowych, jest upowszechnianie się zasilaczy "katalogowych", w tym szczególnie dalekowschodnich. Zasilacze impulsowe są dzisiaj produktem na tyle standardowym i dostępnym z wielu źródeł, że w przypadku większości popularnych aplikacji stosunkowo łatwo jest dobrać te pasujące.

Zmienia to stan rzeczy w stosunku do okresu sprzed dekady, kiedy możliwość dostarczenia wersji na zamówienie była ważnym atutem i czynnikiem przewagi krajowych producentów oraz dostawców blisko związanych z producentami zagranicznymi. Dzisiaj nie ma to już takiego znaczenia, bo szerokie spektrum dostępnych wyrobów katalogowych, pokrywających znakomitą większość potrzeb, sprowadziło wersje indywidualne do rynkowej niszy.

Dotyczy to zwłaszcza zasilaczy o mocy kilkuset watów, które rzadko są docelowym źródłem energii, a raczej zasilają mniejsze obwody i systemy wyposażone we własne konwertery. Współczesne systemy zasilania mają też często topologię rozproszoną i z powodzeniem mogą być konstruowane z dostępnych w handlu gotowych jednostek.

UPS-y

Z powyższych powodów, a także ze względu na zwiększanie dostępności (i jakości) produktów dalekowschodnich, w statystykach regularnie maleje popularność produktów wytwarzanych lokalnie. Obecnie krajowi producenci zasilaczy to często jednostki ukierunkowane na rynkowe nisze i specjalistyczne zastosowania o dużych wymaganiach funkcjonalnych - takie, które trudno jest obsłużyć produktami wielkoseryjnymi. Coraz częściej łączą oni również produkcję z dystrybucją oraz usługami, co z pewnością jest słusznym kierunkiem.

Jednocześnie obecnie właściwie każdy może zostać importerem zasilaczy. Ściąga to ich wielu dostawców - producentów krajowych i dystrybutorów oraz różne firmy zajmujące się dostarczaniem komponentów automatyki przemysłowej, dla których własny zasilacz jest nierzadko obowiązkową pozycją w katalogu. Niestety ma to czasami negatywny wydźwięk, gdyż nie jest poparte wystarczającą wiedzą techniczną ani też zainteresowaniem jakością. Duża liczba dostawców zasilaczy impulsowych sprawia również, że występuje silna presja cenowa, a marże są nierzadko minimalne.

KTO DOSTARCZA ZASILACZE?

Rys. 3. Najpopularniejsze zdaniem dystrybutorów marki zasilaczy sprzedawanych w Polsce; wyników nie należy utożsamiać z wartościami sprzedaży lub udziałem firm w rynku (im większa na rysunku nazwa firmy, tym popularniejsza jest ona w tej branży w kraju)

Zasilacze oferują zarówno specjalizowani dystrybutorzy automatyki, tzw. firmy katalogowe, jak też przedsiębiorstwa związane z dostarczaniem produktów elektrotechnicznych, elektronicznych czy oświetleniowych. Podmiotów mających w ofercie zasilacze przybywa, co jest z jednej strony korzystne dla klientów (wspomniany spadek marż, większa dostępność produktów), z drugiej zaś prowadzi do rozdrobnienia rynku i zmniejszania motywacji dostawców do inwestowania we wsparcie techniczne czy promocję tych produktów (choć istnieją tutaj wyjątki).

Rozdrobnienie widać też po tym, że do grona dostawców tych urządzeń dołączają firmy, dla których tematyka ta jest dość odległa od głównego profilu działalności rynkowej, a także po wielkości sprzedaży zasilaczy. Zgodnie z analizami opublikowanymi w magazynie "Elektronik" średnio co trzeci dostawca zasilaczy osiąga w tym zakresie obroty nie większe niż 100 tys. zł, zaś sprzedażą powyżej 1 mln zł pochwalić się może około 15% firm przedstawionych w publikowanym tam raporcie rynkowym. To niewiele, co oznacza również, że mało kto tak naprawdę specjalizuje się jedynie w tej tematyce.

Jeżeli chodzi o profil działalności dostawców, to na rynku polskim znajdziemy pełny przekrój firm. Prym wiodą przedsiębiorstwa dystrybucyjne oferujące marki polskie i zagraniczne oraz przedstawicielstwa producentów zagranicznych. Tymi ostatnimi są m.in. dobrze znane automatykom Phoenix Contact, Siemens, Weidmüller, Omron Electronics oraz Schneider Electric.

UPS-y - PRZYKŁADOWE URZĄDZENIA

Jeżeli zaś chodzi o dystrybutorów, to zróżnicowanie jest tutaj większe i spotkać można zarówno firmy kojarzone z sektorem automatyki i elektrotechnicznym (Astat, Eltron, Elmark, OEM Automatic, Amtek), jak też podmioty związane z branżą elektroniczną (przykładowo Gamma). Do tego w kraju działa też jeszcze jeden dystrybutor - MPL Power Elektro, który specjalizuje się w zasilaniu i ze względu na skalę działalności oraz wielkość oferty jest swoistym superdystrybutorem zasilaczy.

Omawiane produkty są też elementem szerszej oferty firm oferujących komputery przemysłowe oraz wspomnianych dystrybutorów katalogowych, a więc podmiotów mających w swoim katalogu nieraz po kilkaset tysięcy pozycji asortymentowych. Takie firmy to m.in. Farnell element14, TME, RS Components, Conrad Electronic, ale też, w mniejszej skali, BNS, Elhurt, Maritex czy Micros.

Na rynku zasilaczy działają również ich producenci, do których zaliczyć można: Merawex, Imcon-Intec, Polwat, Pulsar i Elplast. Pierwsze trzy związane są z przemysłem, automatyką i systemami zasilania gwarantowanego w systemach przeciwpożarowych, dwie ostatnie z systemami alarmowymi oraz aplikacjami oświetleniowymi i podobnymi.

Najpopularniejszą zdaniem dostawców marką zasilaczy małogabarytowych sprzedawanych w Polsce jest Mean Well. Jest to tajwańska firma od kilku dekad działająca na rynku, która swoją popularność w Polsce zawdzięcza przede wszystkim działalności MPL Power Elektro. Dwa kolejne miejsca na liście zajęły Phoenix Contact oraz Siemens, a za nimi uplasowały się m.in. Weidmüller oraz TDK Lambda (patrz rys. 3). Sięgając do naszych poprzednich opracowań i porównując je z wynikami bieżącymi, można stwierdzić, że w tym zakresie rynek w ostatnich latach właściwie się nie zmienił.

CZĘŚĆ 2: ZASILANIE GWARANTOWANE

Konieczność zapewniania ciągłego i wysokiej jakości zasilania jest kluczowa w centrach przetwarzania danych, obiektach o szczególnym znaczeniu w zakresie bezpieczeństwa, laboratoriach, systemach sterowania w transporcie i infrastrukturalnych, budynkach użyteczności publicznej i naturalnie samym przemyśle.

W tym ostatnim backup zasilania stosuje się przede wszystkim w zakresie systemów sterowania i gromadzenia danych, gdzie UPS-y dostarczają energię elektryczną do sterowników, komputerów przemysłowych i podobnych urządzeń. Ważne są również aplikacje, gdzie przerwa w zasilaniu może wiązać się z wystąpieniem niebezpieczeństwa dla personelu, oraz takie, w przypadku których przerwanie procesu produkcyjnego oznaczać może duże koszty.

Te ostatnie występują przykładowo w przemyśle spożywczym oraz farmaceutycznym, gdzie nieraz stosuje się zasilanie gwarantowane całego odcinka linii technologicznej. W tych przypadkach nawet krótkotrwały zanik napięcia może bowiem spowodować zatrzymanie przepływu substancji, a ponowne uruchomienie linii wiązać się może z wielogodzinnym udrażnianiem i czyszczeniem urządzeń produkcyjnych mających z nią kontakt.

Zasilanie jest również kluczowe dla przemysłu procesowego - np. petrochemicznego, chemicznego czy cementowego. W wielu przypadkach dotyczy to nie tylko dostarczania energii w sposób bezprzerwowy, ale też podnoszenia jej jakości, a więc zmniejszania ilości zaburzeń napięcia zasilającego odbiorniki.

Konrad Gurtat

AG IT Project

  • Gdzie stosowane są UPS-y i jakie są ich cechy charakterystyczne? Czy popularyzują się rozwiązania modułowe?

UPS-y przemysłowe, typowo trójfazowe, stosowane są jako zasilacze przeznaczone do konkretnych urządzeń - przemysłowych, medycznych, badawczych, lub podtrzymują zasilanie dla przygotowanej infrastruktury - np.: serwerowni, piętra budynku lub też całego budynku. Ich moce zazwyczaj zaczynają się od 10 kVA i sięgają 800 kVA dla pojedynczego zasilacza lub kilka MVA dla zespołu zasilaczy połączonych równolegle.

W ostatnich latach większość producentów odeszła od rozwiązań transformatorowych na rzecz zasilaczy bazujących na tranzystorach IGBT. Taka konstrukcja pozwala ograniczyć koszty produkcji oraz masę zasilacza. Standardem stał się współczynnik mocy na poziomie 0,8 lub 0,9 dla bardziej wymagających zastosowań. Wzrosła też sprawność takich zasilaczy do poziomu 92-96%.

Wielu producentów ma w swojej ofercie zasilacze modułowe, jednak są one znacznie droższe od monoblokowych. Przed zakupem takiego zasilacza należy jednak zastanowić się, czy nie bardziej opłacalna będzie inwestycja w większy zasilacz monoblokowy lub dwa zasilacze monoblokowe dające redundancję nie tylko modułów mocy, ale również modułów zarządzania.

  • Branża przemysłowa oraz IT - czym różnią się i w czym są podobne, jeżeli chodzi o zasilanie gwarantowane?

Rynki zasilaczy UPS dla przemysłu oraz dla branży IT pokrywają się. W obu przypadkach chwilowe zaniki zasilania powodować mogą długotrwałe przestoje zarówno linii produkcyjnych, jak też systemów informatycznych. Im większa moc zasilacza, tym większy nacisk na sprawność, gdyż każdy procent sprawności można przeliczyć na korzyści finansowe.

W przypadku zasilaczy dla sektora IT jeden zasilacz może zazwyczaj zaspokoić potrzeby całej serwerowni lub departamentu, zaś w przemyśle stosuje się typowo zasilacze przeznaczone do konkretnych urządzeń i linii. Użycie centralnego zasilacza dla całego zakładu przemysłowego jest zazwyczaj niemożliwe ze względu na duży pobór mocy oraz znaczne nakłady finansowe, zwłaszcza że nie wszystkie urządzenia potrzebują zasilania bezprzerwowego. Dla systemów dużej mocy stosuje się zazwyczaj tandem UPS-agregat.

  • Jak wygląda rynek niewielkich zasilaczy UPS? Co liczy się w ich przypadku?

Polski rynek małych zasilaczy UPS został zdominowany przez dwóch producentów - Ever oraz APC, aczkolwiek pojawiają się też inni mniej znani dostawcy próbujący zdobyć miejsce w tym sektorze. Technologicznie urządzenia te niewiele się zmieniły na przestrzeni ostatnich lat - są to głównie wykonania w technologii offline lub line interactive. Dostawcy małych zasilaczy chcą jednocześnie zdobyć klienta głównie ceną. Głównymi odbiorcami takich urządzeń są przede wszystkim użytkownicy domowi oraz małe biura, które nie mają przygotowanej infrastruktury dla większy zasilaczy.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Tanie czujniki obrazu do odczytu kodów 1D/2D i identyfikacji produktów

2016-12-08   |
Tanie czujniki obrazu do odczytu kodów 1D/2D i identyfikacji produktów

Teledyne DALSA, oddział Teledyne Technologies prezentuje nową serię czujników obrazu BOA Spot ID wyróżniających się niską ceną i łatwą integracją w systemie. Są to czujniki zaprojektowane do zastosowań na taśmach produkcyjnych, gdzie umożliwiają odczyt kodów 1D/2D oraz oferują funkcje OCR do identyfikacji i weryfikacji produktów dla potrzeb działów kontroli jakości i logistycznych.
czytaj więcej

Nowa platforma do frezowania stopów aluminium dla motoryzacji

2016-12-08   |
Nowa platforma do frezowania stopów aluminium dla motoryzacji

Aluminium to jeden z najłatwiejszych do obróbki materiałów, ale tylko jeśli chodzi o wszechobecne aluminium 6061-T6. Stopy wykorzystywane w motoryzacji, np. gatunki 319 i 390 mogą być łatwo odlewane formując złożone kształty potrzebne przy produkcji bloków silników, tłoków, głowic i kół pasowych, ale ze względu na 20...30-krotnie większą zawartość krzemu niż w przypadku gatunku 6061, działają jak piasek ścierny.
czytaj więcej

Nowy numer APA