wersja mobilna
Online: 505 Piątek, 2016.12.09

Raporty

Zasilanie w przemyśle

poniedziałek, 04 kwietnia 2016 12:42

Zapewnienie odpowiedniej jakości oraz wysokiej dostępności zasilania to jedno z kluczowych zagadnień w przemyśle. Nasza branża korzysta tu z szerokiej gamy urządzeń - od zasilaczy małogabarytowych do montażu na szynie DIN, poprzez UPS-y, do dużych systemów zasilania gwarantowanego. Pomimo stale rosnącego popytu, sektor związany z produkcją i dystrybucją urządzeń zasilania jest cały czas uznawany za wysoce konkurencyjny. Powodami są m.in. duża liczba działających na rynku dostawców oraz trudne do pogodzenia wymogi klientów dotyczące wysokiej jakości i niskiej ceny urządzeń.

Spis treści » Kluczowe rynki końcowe
» Zasilacze małej mocy
» Nowości technologiczne
» Na rynku zasilaczy małej mocy
» Ciemna strona mocy
» Skąd zasilacze?
» Zasilanie gwarantowane
» Co się zmienia?
» Rynek urządzeń zasilania gwarantowanego
» Perspektywiczne branże
» Rozmowa z Michałem Semeniukiem z Delta Energy Systems
» Pokaż wszystko

"Zasilanie w przemyśle" to tematyka bardzo szeroka, rozciągająca się na kilka dziedzin i wiele grup produktów. Takimi są przede wszystkim zasilacze małogabarytowe, a więc popularne urządzenia niewielkich mocy, które przeznaczone są do zasilania autonomicznych odbiorników energii i występują w postaci modułów do montażu na szynę DIN, wersji gniazdkowych, open frame i innych. Omawiamy je w pierwszej połowie bieżącego opracowania.

Ważnym w przemyśle zagadnieniem jest dystrybucja energii - tę tematykę poruszaliśmy w raporcie "Osprzęt elektroinstalacyjny i aparatura niskiego napięcia", który został opublikowany w czerwcu zeszłego roku. Trzecim z wyróżnionych obszarów jest zasilanie gwarantowane, co obejmuje m.in. tematykę urządzeń UPS, zasilaczy buforowych, przetwornic napięcia i produktów z nimi związanych. O nich piszemy w opracowaniu bieżącym, w jego drugiej połowie.

Powyższy podział jest uzasadniony faktem, że każdy z trzech rynków obsługują różne firmy, różne są też produkty przez nich oferowane. Wyjątkiem jest tutaj podobieństwo klientów i pewne analogiczne trendy koniunkturalne, stąd też raport rozpoczynamy od ich omówienia we wspólnym rozdziale.

KLUCZOWE RYNKI KOŃCOWE

Rys. 1. Najważniejsze obszary wykorzystania omawianych w raporcie urządzeń

Zasilanie to domena szeroko rozumianego przemysłu - tak jest też w przypadku rynku krajowego. Zdecydowana większość dostawców zasilaczy małej mocy wybrała ten sektor jako wiodący, wskazując na aplikacje takie jak m.in. zasilanie urządzeń sterowania i kontroli, wykonawczych, komunikacyjnych oraz elektrycznych w maszynach, instalacjach technologicznych, zdalnych obiektach infrastrukturalnych i innych.

Użytkownikami zasilaczy są też odbiorcy z sektorów: energetyki (przy czym rozumianej szeroko, czyli wraz zasilaniem instalacji i systemami niskiego napięcia), teleinformatyki oraz transportu (patrz rys. 1). Istnieje też wiele obszarów specjalistycznych i z punktu widzenia dostawców zasilaczy istotnych - takim jest przykładowo sektor produkcji urządzeń medycznych oraz tematyka oświetlenia LED.

Jeżeli chodzi o UPS-y oraz generalnie systemy zasilania gwarantowanego, to trafiają one do trzech głównych sektorów - IT/ telekomunikacyjnego, przemysłowego oraz energetyki i zasilania. W przemyśle towarzyszą one zarówno systemom sterowania produkcją, jak też układom automatyki i zabezpieczającym - szczególnie w przypadku zakładów, gdzie występują procesy ciągłe.

Przykładami są przedsiębiorstwa petrochemiczne, cementownie, firmy z branży spożywczej oraz farmaceutycznej. Ważnymi aplikacjami są też te związane z górnictwem i sektorem chemicznym. W wielu z nich systemy zasilania gwarantowanego zapewniają nie tylko bezprzerwową pracę podłączonych urządzeń, ale też podnoszą jakości dostarczanej energii.

Rys. 2. Główni odbiorcy produktów omawianych w raporcie

Warto zauważyć, że słupki na wykresie 1 w przypadku urządzeń i systemów zasilania gwarantowanego są w pierwszych trzech kategoriach prawie identyczne - i tak jest praktycznie od lat. Ma to istotne znaczenie, jeżeli chodzi łagodzenie wpływu na tę branżę wahań koniunkturalnych w różnych sektorach rynku. Z tego również powodu cechuje się ona relatywną stabilnością, a tempo jej wzrostu nie jest ściśle powiązane z tym, co dzieje się krótkoterminowo w gospodarce.

W przypadku rynku przemysłowego urządzenia i systemy zasilające kupują przede wszystkim klienci końcowi oraz integratorzy systemów (patrz rys. 2). Wykorzystywane są one do tworzonych przez nich oraz modernizowanych systemów, instalacji. Ważnymi klientami, ale tylko w przypadku mniejszych zasilaczy, są producenci maszyn (OEM), zaś w przypadku UPS-ów są nimi dystrybutorzy / resellerzy. Stan ten jest dosyć stały, jeżeli spojrzy się na wyniki analogicznych badań sprzed dwóch i czterech lat, które opublikowane zostały w APA.

ZASILACZE MAŁEJ MOCY

Rys. 3. Najpopularniejsze na rynku typy zasilaczy małej mocy i pokrewnych produktów

Pierwszą z omawianych w raporcie grup urządzeń są zasilacze małogabarytowe (małej mocy). Są to typowo urządzenia impulsowe, które stanowią standardowe, w dużej mierze katalogowe i dostępne z różnych źródeł komponenty urządzeń i systemów elektrycznych.

W przemyśle oraz zastosowaniach profesjonalnych występują one często w wersjach w obudowach metalowych do montażu na szynie DIN, ewentualnie bezpośrednio w innym urządzeniu. W ostatnim z przypadku stosowane są także w postaci open frame, czyli przeznaczonej do wbudowywania w maszyny i większe systemy.

Zasilacze impulsowe przetwarzają napięcie sieciowe, zwykle jednofazowe, na pojedyncze lub kilka stabilizowanych napięć stałych. Dzisiaj standardem na rynku są wersje pozwalające na zasilanie dowolną wartością napięcia sieciowego występującą na świecie, a więc od około 86 do 240 VAC oraz odpowiadającą jej wartością napięcia stałego. Wyjątkiem są wersje zdolne do pracy jeszcze w szerszym zakresie, a więc także przy zasilaniu napięciem międzyfazowym około 400 VAC, aczkolwiek obszar ich zastosowań jest ograniczony.

Omawiane urządzenia zapewniają zwykle izolację galwaniczną, co jest szczególnie istotne w przypadku zastosowań przemysłowych. Wyposażone są one też w wewnętrzne filtry EMI oraz korektory współczynnika mocy (PFC). Dodatkowo popyt na nowoczesne jednostki kształtują wymagania co do funkcji takich jak praca równoległa, współpraca z akumulatorami, wysoki MTBF oraz zdalny monitoring.

Działających na krajowym rynku dostawców zapytaliśmy o najpopularniejsze produkty dostarczane lokalnym klientom (patrz rys. 3). Ich zdaniem w większości zastosowań potrzebne są zasilacze o typowych wartościach napięć, średniej skali zaawansowania technicznego oraz mocach do kilkuset watów, a także przeznaczone do montażu na szynie DIN.

Wykorzystywane są one w szafach elektrycznych, montowane w maszynach i urządzeniach. Część odbiorców kupuje również wersje open frame, natomiast co piąty sprzedawany zasilacz to de facto przetwornica DC/DC. W stosunku do poprzednich lat zaobserwować można wzrost popytu na te ostatnie oraz moduły open frame.

NOWOŚCI TECHNOLOGICZNE

Rys. 4. Najważniejsze dla klientów cechy omawianych urządzeń i systemów brane pod uwagę przy decyzjach zakupowych

W ofertach producentów dostępne są dzisiaj zarówno jednostki podstawowe, najtańsze, jak też modele zaawansowane, które potrzebne są do najbardziej wymagających aplikacji przemysłowych, medycznych czy wojskowych. W ich przypadku obserwować można zmiany technologiczne wyznaczające ogólne kierunki rozwoju branży.

Respondenci redakcyjnej ankiety stwierdzili, że jednym z kluczowych dzisiaj trendów jest wzrost sprawności jednostek, która w najbardziej zaawansowanych konstrukcjach sięga 95-96%. Wysoka sprawność to zarówno wymóg prawny nakładany przez UE, jak też oszczędność energii i dłuższy czas pracy przy danej pojemności akumulatora. Wysokosprawny zasilacz się mniej grzeje i może być bardziej zminiaturyzowany, bo nie ma potrzeby rozpraszania tak dużej ilości ciepła.

Zasilacze - oferta dostawców

Sprawność zasilaczy małej mocy jest zawsze trochę mniejsza niż jednostek silniejszych, ale i tak sukcesywnie podnosi się w pobliże 90%. Dotyczy to oczywiście pracy pod pełnym obciążeniem i z dużym napięciem wejściowym - w innych warunkach może ona być znacznie mniejsza. W szczególności duże różnice występować mogą w trakcie pracy zasilacza bez obciążenia, co jest istotne zwłaszcza w jednostkach najmniejszych, które są podłączone na stałe do sieci.

Producenci starają się też wyposażać wybrane zasilacze w układy PFC, co generalnie w przypadku wersji małej mocy nie jest wymagane. Ich zadaniem jest zapewnianie, aby pobierany przez zasilacze prąd nie miał charakteru impulsowego. Poprawia to parametry systemu zasilającego, zwłaszcza w rozbudowanych instalacjach.

Ważnym trendem - i to dla całego rynku zasilania - jest rozwój tzw. sterowania cyfrowego, a więc bazowanie w zasilaczach na układach mikroprocesorowych. Zapewnia to uniwersalność i możliwość kształtowania parametrów za pomocą wymiany oprogramowania firmware. Mikrokontroler w zasilaczu pozwala też na dodawanie funkcji zabezpieczających, sygnalizacyjnych i innych, które w przypadku tradycyjnego sterownika analogowego wykonać było niełatwo.

Takimi są: komunikacja z systemem nadrzędnym (np. w celu monitoringu pracy oraz zdalnego nadzoru), możliwość połączenia kilku zasilaczy w system redundantny, autodiagnostyka, programowanie parametrów (napięcia, progi ograniczeń) za pomocą interfejsu cyfrowego, alarmy, a nawet kształtowanie charakterystyki ograniczenia prądowego. Funkcje te występują nie tylko w zasilaczach najdroższych, ale też stopniowo migrują do urządzeń tańszych.

W obszarze niewielkich zasilaczy ważnym tematem jest też odporność na chwilowe przeciążenia. Jest ona wyjątkowo przydatna w przemyśle - m.in. w przypadku rozruchu maszyn z silnikami elektrycznymi, włączania oświetlenia żarowego lub innych odbiorników - np. cechujących się dużą składową pojemnościową na wejściu.

Przykładowe zasilacze o mocach do 250 W

Wiele aplikacji pobiera też maksymalną moc przez bardzo krótki czas - kilku sekund, a przykładem mogą być tu systemy sterujące zamkiem elektromagnetycznym lub przepływem. Zakres dopuszczalnego przeciążania różni się w zależności od modelu i producenta, aczkolwiek widać, że najnowsze zasilacze pozwalają na więcej, niż było to możliwe kiedyś.

Do rzadziej wymienianych zmian należały m.in.: wyposażanie zasilaczy w nowe interfejsy komunikacyjne, zwiększony zakres temperatur pracy oraz wbudowywanie dodatkowych zabezpieczeń. Asortyment dostępnych na rynku urządzeń poszerza się także o wersje wyposażone we wzmocnioną izolację. Dawniej dotyczyło to głównie aplikacji medycznych, zaś obecnie jednostki takie trafiają też do zastosowań przemysłowych i precyzyjnej aparatury pomiarowej.

W tym miejscu odsyłamy do wykresu przedstawionego na rys. 4, gdzie zobrazowano najważniejsze dla klientów cechy omawianych urządzeń brane pod uwagę przy decyzjach zakupowych. Ma on większy poziom ogólności niż powyższy opis - dotyczy też czynników takich jak cena, marka czy współpraca z dostawcą. Pierwszy z nich znalazł się - praktycznie ex aequo z parametrami - na początku zestawienia, dalej była jakość, marka producenta oraz historia współpracy z dostawcą.

NA RYNKU ZASILACZY MAŁEJ MOCY

Rys. 5.

Omawiana branża jest rynkiem rosnącym, czemu sprzyja potrzeba zasilania coraz większej liczby urządzeń i sprzętu elektrycznego. Dotyczy to nie tylko popularnych produktów konsumenckich, ale też wielu urządzeń specjalistycznych.

Wszystko to sprawia, że omawianym rynkiem interesuje się szereg lokalnych firm produkcyjnych i dystrybucyjnych. Wprawdzie rola tych pierwszy w ostatnich latach zmalała - głównie z powodu dostępności tanich produktów zagranicznych, jednak branża jako całość pozostała obszarem zainteresowania wielu przedsiębiorstw krajowych.

Rynek zasilaczy był zawsze konkurencyjny - w bieżącym badaniu aż 9 na 10 respondentów określiło go mianem "bardzo konkurencyjnego" (patrz rys. 5). W ostatnich latach współczynnik ten rósł, m.in. przez wydarzenia takie jak zmiana polityki firmy Mean Well, której produkty są obecnie dostarczane przez grupę dystrybutorów lokalnych. Nieco inna statystyka dotyczy rynku UPS-ów, gdzie mamy do czynienia bardziej ze sprzedażą rozwiązań niż tylko pojedynczych produktów, do czego wracamy jeszcze w dalszej części raportu.

UPS-y przemysłowe (i zasilacze buforowe) - oferta dostawców

Dystrybucja zasilaczy małej mocy, pomimo silnej konkurencji i presji cenowej, to cały czas udany biznes. Może nie jest on najłatwiejszy, jednak niektórzy dostawcy raportują tutaj wzrosty na poziomie kilkunastu procent w skali roku lub wyższe. Wartość omawianego sektora została oszacowana przez respondentów redakcyjnej ankiety na kwotę około 100 mln zł rocznie. Była to liczba najczęściej pojawiająca się w odpowiedziach, choć były też wyniki z zakresu kilku, jak też kilkuset mln zł. Średnia wycena była jednocześnie wyższa niż dwa lata temu.

Warto dodać, że dla wielu firm sprzedaż zasilaczy małej mocy to jedynie część biznesu. Wiadomo, że na którymś z etapów projektu pojawia się zapotrzebowanie na zasilacz i klient może go kupić przy okazji wielu innych zakupów. Stąd też wartość sprzedaży omawianych produktów to dla wielu podmiotów rocznie typowo kilkaset tysięcy złotych - jedynie kilka procent firm ma rynku osiąga tu duże obroty przekraczające kwotę 10 mln zł.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Czujnik przewodności 1 µS/cm...500 mS/cm do aplikacji o wysokich standardach higienicznych

2016-12-09   | Endress+Hauser Polska Sp. z o.o.
Czujnik przewodności 1 µS/cm...500 mS/cm do aplikacji o wysokich standardach higienicznych

Endress+Hauser informuje o wprowadzeniu do oferty nowego typu czujnika przewodności o oznaczeniu Memosens CLS82D, zaprojektowanego do aplikacji o wysokich standardach higienicznych, m.in. biotechnologii, farmacji i produkcji żywności. Jest to czujnik 4-elektrodowy charakteryzujący się zakresem pomiarowym od 1 µS/cm do 500 mS/cm i zakresem dopuszczalnych temperatur pracy od -5 do +120°C.
czytaj więcej

Brama sieciowa do zastosowań w przemysłowych sieciach IoT

2016-12-09   | RS Components Sp. z o.o.
Brama sieciowa do zastosowań w przemysłowych sieciach IoT

RS Components został wyłącznym dostawcą bramy IoT firmy Siemens - Simatic IOT2020. Została ona zaprojektowana do ciągłej pracy w środowisku przemysłowym i może być używana do pobierania, przetwarzania, analizowania oraz przesyłania danych do urządzeń i sieci praktycznie każdego typu.
czytaj więcej

Nowy numer APA