wersja mobilna
Online: 614 Wtorek, 2016.09.27

Galeria produktów

Rynek

Sterowniki i kontrolery

poniedziałek, 29 września 2014 13:03

Sterowniki programowalne stanowią centralną część systemów automatyki i sterowania w przemyśle, używane są też w wielu zastosowaniach - w energetyce, branży ochrony środowiska oraz automatyce budynkowej i infrastrukturalnej. Ich popularności towarzyszy duża podaż na rynku, przez co szukając PLC możemy wybierać produkty spośród asortymentu kilkudziesięciu dostawców oferujących równie wiele marek sterowników, a wraz z nimi osprzętu i innych urządzeń wchodzących w skład systemów automatyki.

W zeszłym wydaniu Informatora Rynkowego Automatyki przedstawiliśmy sytuację w branży z nimi związanej, w tym ocenę koniunktury na rynku i jego wartości. W opracowaniu bieżącym skupiamy się na stronie popytowej, omawiamy to, jakich urządzeń szukają ich polscy nabywcy, a dopiero w ostatniej części przedstawiamy dostawców tych urządzeń na rynku polskim.

Pełny asortyment urządzeń

Chcąc jednym słowem określić najczęstsze zastosowania sterowników, z pewnością należałoby wybrać: przemysł. Pojęcie to agreguje zarówno sektor produkcji maszyn, który zdaniem lokalnie działających dostawców PLC jest najważniejszym odbiorcą ich produktów, jak też liczne branże związane z produkcją dyskretną i procesową.

Najważniejsze w kraju aplikacje i obszary wykorzystania PLC i PAC

Gdyby z kolei zobrazować w postaci wykresu wielkości (liczbę wejść/wyjść) wykorzystywanych w typowych zastosowaniach sterowników, to miałby on kształt podobny do rozkładu Gaussa z maksimum przypadającym w kategorii urządzeń mających kilkadziesiąt punktów we/wy. Tego typu mniejsze i średniej wielkości systemy sterowania stosowane są w maszynach, na odcinkach linii technologicznych oraz w wielu aplikacjach poza przemysłem - np. układach sterujących pracą urządzeń wykorzystywanych w przepompowniach ścieków.

Bazują one zarówno na sterownikach kompaktowych, jak też urządzeniach modułowych, czyli składających się z CPU oraz różnych układów we/wy lokalnych i zdalnych. Drugie pod względem popularności są sterowniki mniejsze (nanosterowniki o kilku-, kilkunastu we/wy) oraz wersje używane w średniej wielkości systemach - takich, gdzie liczba punktów wynosi ponad sto. Najmniej, co jest zrozumiałe, tworzonych jest systemów bardzo rozległych oraz obejmujących dużo (ponad tysiąc) punktów we/wy.

Klasyczne sterowniki to jednak nie wszystko. Sporym popytem cieszą się przekaźniki programowalne (logiczne), czyli kompaktowe moduły, które instalowane są zazwyczaj na szynie montażowej i mogą wykonywać proste funkcje logiczne, przełączając wyjścia, przetwarzając sygnały analogowe oraz sterując pracą odbiorników. Produkty takie mają funkcjonalność bliską najmniejszym PLC - np. można w nich zaprogramować bloki funkcyjne, takie jak regulator PID czy komparator, przez co dla wielu dostawców są tożsame z grupą nanosterowników.

Dostawcy sterowników, kontrolerów automatyki i pokrewnych produktów

Na rynku oferuje je przy tym wielu dostawców - nie tylko producentów "większych" sterowników, ale też liczne firmy dostarczające inne urządzenia - np. aparaturę elektryczną. Ważnymi typami rozwiązań stosowanych w branży są także sterowniki oparte na technologii PC oraz systemy embedded. Szczególnie interesujące są te pierwsze, które od lat pretendują do bycia zamiennikami sterowników programowalnych.

Większość respondentów redakcyjnej ankiety stwierdziło, że sprzedaż IPC (komputerów przemysłowych) ma wpływ na rynek PLC, ale tylko w części aplikacji. Na omawianą branżę wpływa również dostępność przekaźników programowalnych, przy czym ponownie dotyczy to części - w tym przypadku mniej zaawansowanych technicznie zastosowań.

Przede wszystkim niezawodność

Spójrzmy na wymogi stawiane sterownikom oraz ich dostawcom przez klientów. Są one wprawdzie dosyć zróżnicowane, jednak na bazie badań ankietowych przeprowadzanych przez redakcję można sformułować ogólną listę najważniejszych preferencji zakupowych polskich odbiorców. Czołowe miejsca zajmują na niej koszty zakupu oraz niezawodność urządzeń, a więc czas bezawaryjnej pracy. Pierwszy z czynników tłumaczy potrzeba redukowania kosztów wdrożeń i duża podaż sterowników na rynku, drugi zaś - ich zastosowania.

Można spotkać instalacje, gdzie sterowniki muszą pracować w trybie 24/7 w niesprzyjającym środowisku - np. o dużej wilgotności, zapyleniu czy w skrajnych temperaturach, cały czas gwarantując poprawność działania. Ta ostatnia jest bezwzględnie konieczna, gdyż awaria PLC może unieruchomić urządzenie, a w konsekwencji odcinek linii technologicznej czy część instalacji obiektowej.

GRZEGORZ SŁAWICKI

PRO-FACE

  • Jakiego typu sterownikami zainteresowani są lokalni klienci? Jakie są potrzeby integratorów, a jakie służb utrzymania ruchu?

Większość aplikacji na rynku to takie, w przypadku których w pełni wystarczają urządzenia kompaktowe, a optymalną liczbą we/wy jest 12/8. Klienci często potrzebują też kilku wejść/wyjść analogowych oraz możliwości komunikacji z urządzeniami peryferyjnymi. W tym ostatnim zakresie najczęściej używanym standardem jest protokół Modbus RTU lub ASCII, ale również popularyzuje się Modbus TCP.

Mile widziane są również bezpośrednie drivery komunikacyjne - np. do systemów wizyjnych, regulatorów temperatury czy przemienników częstotliwości. Dla producentów maszyn atrakcyjnym rozwiązaniem są urządzenia łączące funkcje sterownika i panelu operatorskiego. Powodami tego są zarówno wygoda - stosuje się jedno oprogramowanie narzędziowe dla PLC oraz HMI, jak też kwestie ekonomiczne.

Integratorzy i służby utrzymania ruchu skupiają główną uwagę na możliwościach komunikacyjnych. Mnogość standardów urządzeń na liniach produkcyjnych sprawia, że największym wyzwaniem staje się ich integracja i wzajemna komunikacja.

Ważna jest tu też wymiana danych z urządzeniami peryferyjnymi, jak czytniki kodów kreskowych czy drukarki etykiet. Stąd też istotna jest obecność portu Ethernet oraz portów szeregowych i USB. Duże znaczenie ma również czas zaoszczędzony na dodatkowych pracach programistycznych dzięki gotowym rozwiązaniom - np. możliwości podłączenia czytnika kodów kreskowych.

Ważna jest też marka producenta - i to nie tylko ze względu na jej związek z jakością oraz niezawodnością samych produktów. Nieraz zdarza się, że instalacje w zakładzie są rozbudowywane i zachodzi konieczność zachowania zgodności wykorzystywanego sprzętu z już posiadanym. Wynika to zarówno z przyzwyczajeń klienta lub polityki zakładowej, jak też ma przesłanki ekonomiczne.

Najważniejsze dla odbiorców cechy sterowników programowalnych

Zapewnianie jednolitości parku maszynowego pod względem systemów sterowania oznacza dla firmy z pewnością łatwiejsze utrzymanie ruchu i ewentualny serwis urządzeń. Również sami producenci maszyn czy biura projektowe często bazują na wykorzystaniu PLC od kilku firm, preferując zazwyczaj określone sterowniki do danych aplikacji.

Dla klientów liczą się też kwestie związane z łatwym programowaniem urządzeń oraz możliwościami komunikacyjnymi. Warto zauważyć, że przez lata tworzenia raportów odnotowywaliśmy stopniowo malejącą rolę ostatniego z czynników.

Sądzić można, że nie wynika to z faktu jego nieistotności dla odbiorców - jest wręcz przeciwnie. Możliwość komunikacji - czy to w sieciach polowych, czy też popularnym Ethernecie oraz bezprzewodowej wymiany danych - to obecnie dla wielu klientów warunek konieczny do rozpatrywania możliwości wykorzystania danego urządzenia (szczególnie sterowników kompaktowych). W ostatnich latach również sami producenci rozbudowywali pod tym kątem ofertę swoich produktów, przez co PLC wyposażone w interfejs USB czy gniazdko RJ-45 to dla wielu z nich obecnie produkty standardowe.

WOJCIECH ZNOJEK

SABUR

  • Czego szukają odbiorcy kupujący sterowniki?

Sterowniki PLC to produkty, które z założenia powinny pracować trwale i niezawodnie w trudnych warunkach przemysłowych. Dlatego użytkownicy zwracają uwagę na ich dostępność przez długie lata eksploatacji instalacji, co zapewnia im bezpieczeństwo inwestycji. Przy zakupie nowych lub modernizacji istniejących systemów sterowania ważna jest długość cyklu życia i łatwe w obsłudze narzędzia do programowania sterowników.

Z punktu widzenia użytkownika zmiana całej generacji hardware'u może być bardzo uciążliwa i kosztowna, jeśli stare i nowe systemy nie są ze sobą kompatybilne, używać trzeba różnych pakietów oprogramowania, a istniejące aplikacje należy napisać zupełnie od nowa. Znane są tu problemy, jakich doświadczają posiadacze sterowników niektórych, nawet bardzo dobrze znanych marek.

Dla integratorów systemów, oprócz funkcji przyspieszających prace inżynierskie, bardzo ważny jest zdalny dostęp do systemów automatyki za pomocą powszechnie znanych technologii IT. Pozwala im to w daleko bardziej efektywny sposób sprawować zdalny nadzór nad instalacjami, a dzięki temu są bardziej konkurencyjni na wymagającym rynku.

Podobnie jak z komunikacją, rzecz ma się z mocą obliczeniową sterowników i szybkością wykonywania programów. Wraz z kolejnymi generacjami PLC parametry te ulegały polepszaniu, zwiększała się również pojemność pamięci sterowników.

Charakter sprzedaży PLC - odpowiedzi na pytania

Oczywiście nie osiągnęliśmy w tym zakresie kresu rozwoju technologicznego, jednak wiele z dostępnych na rynku sterowników jest na tyle wydajnych, że trudno ten parametr traktować jako kluczowy wyróżnik danego produktu. Dla wielu klientów ważniejsze będą bowiem funkcje wbudowane w sterownik, jego możliwości komunikacyjne oraz oferta dostawcy z zakresu innych komponentów systemów sterowania niż jedynie moc obliczeniowa PLC.

Powyższa lista nie obejmuje parametrów związanych z charakterem aplikacji oraz cechami samego obiektu sterowania, które również wpływają na decyzje dotyczące typu stosowanego PLC, liczby i rodzaju we/wy, kwestii odporności środowiskowej sterownika czy wymaganych funkcji dodatkowych. W oczywisty sposób różnią się one w zależności od zastosowania systemu sterowania, stąd też trudno umieszczać je na wspólnej liście preferencji klientów.

Warto jednak zauważyć, że każda z branż wymienionych w poprzednim rozdziale ma specyficzne wymagania co do sterowników, co również wpływa na decyzje zakupowe i samą ofertę dostawców. Przykładem jest zapewnianie dużej szybkości przetwarzania programu przez PLC w przypadku zastosowań w maszynach czy wymogi związane z komunikacją, co dotyczy zastosowań w systemach rozproszonych.

Rosnąca konwergencja urządzeń

Dostawcy PLC i PAC, których zapytaliśmy o najważniejsze zmiany technologiczne i trendy związane ze sterownikami, najczęściej wymieniali wzrost ich możliwości komunikacyjnych. Ową tematyką branża automatyki żyje już od dawna, a popularyzacja sieci ethernetowych czy rozwój komunikacji bezprzewodowej znacząco zmieniły oblicze przemysłu.

W przypadku PLC ułatwiły one tworzenie systemów, w których sterownik musi komunikować się z innymi urządzeniami - takimi jak napędy oraz panele operatorskie, a także przesyłać informacje do systemów nadrzędnych - np. zarządzania produkcją czy bazodanowych. W omawianym zakresie szczególnie istotne są, zdaniem naszych respondentów, możliwość łatwej wymiany danych w różnych sieciach polowych oraz ethernetowych (w tym czasu rzeczywistego), a także dostęp do sterowników poprzez Ethernet/Internet.

To ostatnie pozwala na ich zdalną diagnostykę, nadzór pracy urządzeń oraz ich teleserwisowanie. Sterowniki mogą również coraz częściej przesyłać w tego typu sieci dane związane z bezpieczeństwem, co przekłada się na dodatkowe zmniejszenie złożoność całego systemu.

Rozwój możliwości komunikacyjnych wpisuje się w większy trend, który związany jest z rosnącą konwergencją urządzeń. Uwidacznia się on w rozwoju przez dostawców oferty urządzeń integrujących kilka dawniej rozdzielnych modułów. Przykładem są te będące połączeniem paneli operatorskich i sterowników (PLC+HMI), które chętnie stosowane są m.in. przez producentów maszyn.

W tym przypadku panel służący do wymiany danych z operatorem i informowania o stanie maszyny przejmuje również funkcje sterowania jej pracą (lub pracą części jej systemów). Innym ze zintegrowanych urządzeń są PLC z wbudowanymi modułami do komunikacji bezprzewodowej, w szczególności w sieciach komórkowych. Takie połączenie sprawdza się doskonale w instalacjach rozproszonych - np. w systemach automatyki i sterowania w branży wodociągowo-kanalizacyjnej.

Stosując zredukowaną liczbę podzespołów, można efektywnie kontrolować pracę oddalonych węzłów danego systemu zaopatrzenia w wodę czy ściekowego. Produkty takie jak omawiane stanowią jednocześnie dla wielu dostawców dobre rozszerzenie oferty, a dla niektórych - jak choćby naszego rodzimego producenta, którym jest firma Inventia - jedną z kluczowych jej części.

Dostawcy sterowników i kontrolerów

Sektor dystrybucji PLC i PAC to szczególny obszar rynku automatyki. Urządzenia te należą do kluczowych elementów wielu systemów automatyki, na rynku przez lata działalność rozwinęło wielu ich dostawców, a sami odbiorcy wyrobili własne preferencje, jeżeli chodzi o stosowanie urządzeń konkretnych marek w tworzonych projektach.

Zastosowania PLC i charakter ich sprzedaży - odpowiedzi na pytania

Z drugiej strony w branży zachodziła ewolucja technologiczna samych PLC i powstawały ich nowe generacje cechujące się lepszymi parametrami i nowymi funkcjami - tak było szczególnie w ostatniej dekadzie, gdy miał miejsce szybki rozwój elektroniki i technologii informatycznych. Producenci PLC dostarczają też produkty do nich alternatywne, takie jak kontrolery PAC czy komputery przemysłowe, a na rynku pojawiają się nowe firmy. Dostawcy ci, oferując urządzenia o specyficznych funkcjach komunikacyjnych bądź budowie - np. łączące możliwość sterowania i wizualizacji, również znajdują klientów na swoje wyroby. Dzieje się tak pomimo wspomnianych wcześniej dosyć stałych preferencji zakupowych odbiorców.

Kto oferuje w kraju sterowniki PLC? W tym zakresie raczej nie odbiegamy od reszty Europy - to, co jest popularne przykładowo w Niemczech i innych krajach, zazwyczaj znane i stosowane jest również u nas. Właściwie marek dostępnych w Polsce jest nawet więcej, gdyż tutejsi odbiorcy są również skłonni inwestować w produkty mniej znane - np. dalekowschodnie, o ile ich cena zakupu będzie wystarczająco atrakcyjna.

Jeżeli chodzi o te najpopularniejsze, to związane są one niezmiennie (tj. według przeprowadzanych przez nas regularnie badań) z sześcioma firmami, które pochodzą z Europy, USA oraz Japonii. Omawianymi przedsiębiorstwami są: Siemens, Rockwell Automation, General Electric, Omron Electronics, Mitsubishi Electric oraz Schneider Electric. Każde z nich jest właściwie koncernem, który oferuje znacznie więcej niż tylko urządzenia z zakresu sterowania czy automatyki. Firmy te działają, oprócz przemysłu, zazwyczaj też w sektorze energetycznym, infrastrukturalnym, zajmują się zagadnieniami medycznymi, transportem, a nawet prowadzą działalność finansową.

"Wielka szóstka" producentów to dopiero jednak część firm związanych z branżą. Działa w niej z powodzeniem również kilkudziesięciu innych dostawców, którzy oferują kilkanaście popularnych na naszym rynku marek PLC. Tymi ostatnimi są przykładowo ABB, Eaton, Beckhoff, Fatek, IDEC, Saia-Burgess, VIPA, Phoenix Contact, Unitronics, WAGO, Pro-face, Hitachi oraz Lenze. W przypadku tych firm również mamy w większości do czynienia z o wiele szerszym asortymentem niż same sterowniki - np. aparaturą elektryczną dla ABB, Eatona oraz Phoenix Contact, rozwiązaniami komunikacyjnymi, serwonapędowymi i komputerami przemysłowymi w przypadku Beckhoffa czy panelami operatorskimi dla Pro-face.

Cechą wielu przedsiębiorstw jest również to, że działają one nie tylko w przemyśle - przykładowo Saia-Burgess to producent sterowników znajdujących również zastosowanie w automatyce budynkowej oraz aplikacjach infrastrukturalnych. W Polsce mamy ponadto kilku producentów sterowników. Urządzenia te wytwarzają m.in. Relpol, Lumel, Inventia (w tym przypadku są to przede wszystkim wersje integrujące modemy do sieci komórkowych) oraz ZPDA, czyli Zakład Produkcji Doświadczalnej Automatyki.

MICHAŁ BEREZA

SIEMENS

  • Jakiego typu sterownikami najbardziej są zainteresowani lokalni klienci i na co zwracają największą uwagę przy zakupie?

Wybór danego sterownika do aplikacji jest podyktowany szeregiem uwarunkowań, zależnie od tego, czy odbiorcą jest producent maszyn, odbiorca końcowy, czy firma inżynierska. Klienci końcowi i służby utrzymania ruchu wybierają takie rozwiązania, które zapewnią im minimalizację czasów przestojów maszyn, zabezpieczenie wiedzy technologicznej i inwestycji, redukcję liczby części zamiennych w magazynie, a także pozwolą na łatwą rozbudowę w przyszłości oraz zapewnią dostępność do podzespołów i systemu szkoleń. Natomiast producenci maszyn wymagają od sterownika możliwie największej wydajności, starając się jednocześnie optymalizować cenę, tak aby być konkurencyjnym na rynku.

Istotnym aspektem jest też łatwość tworzenia aplikacji i stopień niezawodności systemu sterowania. Ważna jest również możliwość globalnego serwisu. Integratorzy systemów, z jednej strony, realizują aplikację na takim systemie sterowania, jakiego oczekuje klient, z drugiej zaś, mają bardzo dobre rozeznanie w dostępności na rynku. Decyzja o wyborze konkretnego rozwiązania jest podyktowana standardami danej firmy, wiedzą programistów oraz tym, jaka marka została sprawdzona we wcześniejszych aplikacjach i jaki poziom niezawodności zapewnia. Integratorzy systemów oczekują też od producentów wiedzy o nowościach i trendach rynkowych po to, aby móc reagować na wprowadzane zmiany oraz aby sprostać konkurencji.

  • Chociaż PLC należą do podstawowych urządzeń stosowanych w systemach sterowania, w tych ostatnich wykorzystuje się też, zależnie od stopnia złożoności, kontrolery PAC, sterowanie PC-based, a czasami po prostu przekaźniki programowalne. Jakie są cechy - wady i zalety - tego typu rozwiązań?

Najważniejszym kryterium wyboru jest niezawodność systemu sterowania - aktualnie PLC mają ten współczynnik najwyższy. Ważnym aspektem jest też kwestia stosunku ceny do niezawodności. Klient nie chciałby przepłacać za realizację danego systemu sterowania, zachowując jednak wysoki stopień niezawodności. Jeżeli można daną funkcjonalność zrealizować na bazie sterowników PLC, nie ma merytorycznego uzasadnienia stosowania innych rozwiązań. Wyjątkiem są pewne standardy w danej fabryce, gdyż jeśli w magazynie dostępne są części zamienne jednego typu sterownika, niecelowe jest wprowadzanie innych typów urządzeń.

Systemy sterowania PAC oraz PC-based mają aktualnie znaczenie w pewnych wybranych rodzajach aplikacji przemysłowych, np. tam, gdzie należy gromadzić znaczne ilości danych, dokonywać ich przetwarzania i raportowania oraz w maszynach kompaktowych, a więc gdzie zastosowanie wydzielonego komputera PC nie jest optymalne. Ich niezawodność znacznie się poprawiła, ale ze statystycznego punktu widzenia, biorąc pod uwagę liczbę godzin bezawaryjnej pracy, daleko im jeszcze do wyników osiąganych przez PLC.

Jeżeli chodzi o sposoby dostarczania PLC na rynek, to obejmują one właściwie wszystkie możliwe kanały dystrybucji. Sterowniki sprzedawane są bezpośrednio przez producentów i ich lokalne oddziały klientom końcowym, przedsiębiorstwom będącym producentami maszyn oraz integratorom systemów.

Na czym zarabia się w branży dystrybucji PLC?

Wiele wymienionych powyżej firm ma w Polsce swoje odziały, które obsługują bezpośrednio większych odbiorców (np. na bazie umów globalnych) oraz równolegle sprzedają swoje produkty przez sieć partnerów handlowych i inne podmioty, w szczególności przedsiębiorstwa zajmujące się projektowaniem oraz wdrażaniem systemów. Ci ostatni oferują PLC jako elementy gotowych układów sterowania, jak też mogą być ich resellerami.

Sprzedaż sterowników i pokrewnych produktów stanowi również jeden z filarów działalności szeregu lokalnych dystrybutorów. Przykładami takich firm, które wielu osobom jednoznacznie kojarzą się z określonymi markami urządzeń, są Sabur (sterowniki Saia-Burgess), ASTOR (GE, Horner), ANIRO (LS), Multiprojekt (Fatek) czy Induprogress (Delta Electronics).

Słowo "dystrybutor" jest w ich przypadku pewnym uproszczeniem, gdyż firmy te często są jedynymi reprezentantami określonych producentów na naszym rynku, prowadzą ekstensywne szkolenia klientów, zajmują się wsparciem we wdrożeniach oraz działalnością marketingową.

W większości przypadków oferują one również inne poza PLC elementy systemów sterowania, przez co aspirują do miana kompleksowych dostawców automatyki. Sterowniki znaleźć można wreszcie u pozostałych dystrybutorów - nawet w firmach prowadzących sprzedaż katalogową i hurtowniach elektrotechnicznych. Oczywiście zakres oferty jest w każdym z przypadków różny, niemniej jednak bez wątpienia PLC to towar popularny i chętnie włączany przez dostawców branżowych do ich asortymentu.

 

Najlepsi w branży