wersja mobilna
Online: 311 Piątek, 2016.09.30

Galeria produktów

Rynek

Sieci komunikacyjne

poniedziałek, 24 listopada 2014 09:46

Technologie komunikacyjne wykorzystywane są w przemyśle coraz bardziej ekstensywnie. O ile dawniej automatycy korzystali przede wszystkim z rozwiązań własnościowych i standardów takich jak RS i, o tyle obecnie w branży popularnych jest kilkanaście rodzajów sieci, w tym wiele bazujących na Ethernecie przemysłowym. Część z nich wykorzystywana jest też w aplikacjach w energetyce, niektóre również w automatyce budynkowej i infrastrukturalnej, co dla dostawców tworzy atrakcyjny, aczkolwiek ciągle zmieniający się rynek. Przemysł i pokrewne branże korzystają też z rozwiązań bezprzewodowych - szczególnie w aplikacjach telemetrycznych, w zdalnym monitoringu instalacji oraz rozproszonych systemach pomiarowych. W bieżącej analizie omawiamy najpopularniejsze rodzaje sieci komunikacyjnych, przedstawiamy sytuację na rynku oraz trendy kluczowe dla działających tutaj firm.

Spis treści » Sieci przewodowe
» Komunikacja bezprzewodowa
» Pokaż wszystko
Sieci przewodowe

Rys. 1. Najważniejsze dla odbiorców cechy przemysłowych urządzeń sieciowych

Interfejs sieciowy to obecnie element praktycznie każdego sterownika, panelu operatorskiego czy przemiennika częstotliwości. Ma go również większość kamer przemysłowych, modułów pomiarowych, a także wiele czujników i przetworników. Wraz z tym rośnie liczba sieci komunikacyjnych wykorzystywanych do wymiany danych pomiędzy urządzeniami i systemami.

Dawniej używane tutaj były przede wszystkim te polowe, czyli typu fieldbus, które często przeznaczone były do określonych zadań - komunikacji na poziomie systemów sterowania (np. Profibus), wymiany danych z elementami wykonawczymi i różnymi komponentami (DeviceNet) czy czujnikami (przykładowo As-i).

W ostatniej dekadzie do tego zestawu doszedł szereg nowych rozwiązań, w większości opartych na Ethernecie przemysłowym. Pozwalają one na komunikację w czasie rzeczywistym, zapewniając możliwość zintegrowania systemów na różnych poziomach organizacyjnych przedsiębiorstwa.

W kolejnych rozdziałach skupiamy się na omówieniu rynku związanego z podzespołami służącymi do tworzenia sieci komunikacyjnych w przemyśle. Takie są przede wszystkim switche, routery, punkty dostępowe, serwery portów oraz różnego rodzaju mediakonwertery. Występują one w wersjach, gdzie do transmisji używana jest skrętka miedziana, jak też światłowód.

W większości przypadków są to urządzenia o bogatej funkcjonalności i różniące się od tych popularnych budową, wbudowanymi zabezpieczeniami oraz niezawodnością. Do komponentów sieciowych zaliczyć można również moduły we/wy, które są szczególnie popularne wśród dostawców sterowników, komputerów przemysłowych oraz urządzeń sieciowych.

Było bardzo dobrze, jest dobrze

Rys. 2. Najpopularniejsze zdaniem dystrybutorów marki przemysłowych urządzeń sieciowych sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie odzwierciedla wielkości sprzedaży; uwaga - opis producentów i lokalnych dostawców urządzeń komunikacyjnych znaleźć można w poprzedniej edycji informatora

Urządzenia takie jak wymienione stanowią popularny element oferty dostawców działających w branży automatyki i na pokrewnych rynkach. W ostatnim badaniu, które przeprowadziliśmy w 2013 roku, specjaliści szacowali wartość lokalnego sektora związanego z dystrybucją podzespołów sieciowych na kwoty od kilku do ponad stu mln złotych rocznie.

Pomimo dużej rozbieżności odpowiedzi ankietowych, można wskazać, że większość z nich zawierała się w przedziale od 30 do 50 mln i właśnie tutaj należałoby szukać ewentualnego uśrednienia. Warto też zauważyć, że podawane liczby były mniejsze niż w 2011 roku - wtedy wartość rynku zgrubnie szacowana była w przedziale od 25 do 200 mln złotych rocznie.

Dostawcy urządzeń sieciowych, promowane przez nich standardy i marki oferowanych produktów

Zdaniem respondentów sytuacja na rynku związanym z produkcją i dystrybucją urządzeń sieciowych jest dobra - aczkolwiek nie aż tak, jak było to w okresie, gdy publikowaliśmy wyniki poprzedniej analizy rynku. Odsetek osób uważających, że koniunktura jest słaba, był w przypadku bieżącego badania odpowiednio dwa razy większy i wyniósł 20%.

Na pogorszenie się wyników wpłynęła zarówno sytuacja makroekonomiczna, jak też fakt, że minął 2012 rok. Wielu osobom data ta kojarzy się przede wszystkim z Mistrzostwami Europy w Piłce Nożnej, które niewątpliwie przyczyniły się do wzrostu inwestycji w kilku poprzedzających je latach. Z drugiej strony średnio czterech na pięciu respondentów przyznało obecnie, że w branży dzieje się dobrze lub bardzo dobrze, tak więc trudno na omawiany temat patrzeć w czarnych barwach.

Omawiając sytuację na rynku, spójrzmy dokładniej na stronę popytową. Głównymi lokalnymi odbiorcami omawianych urządzeń okazują się być integratorzy systemów, a więc firmy tworzące nowe aplikacje i modernizujące istniejące. Kolejnymi ważnymi grupami odbiorców są klienci końcowi (zakłady przemysłowe) oraz producenci maszyn i generalnie branża OEM. Do tej listy należy dodać wspomniane wcześniej przedsiębiorstwa z sektora infrastrukturalnego oraz transportowego, przy czym są to podmioty o różnym profilu działalności.

Jeżeli chodzi o obszary zastosowań urządzeń sieciowych, to do najczęstszych należą te związane z szeroko rozumianą branżą przemysłową. Podzespoły takie jak przełączniki, moduły interfejsowe, konwertery mediów, itd. wykorzystywane są w maszynach, systemach sterowania i nadzoru, aplikacjach pomiarowych i różnych innych zastosowaniach związanych z instalacjami technologicznymi.

Niezmiennie ważnymi rynkami końcowymi są energetyka (systemy rozdziału energii, jej dystrybucji, energetyka odnawialna), sektor ochrony środowiska (w szczególności wodociągowo-kanalizacyjny), infrastrukturalny i branża security. Sieci komunikacyjne stanowią nieodzowny element systemów automatyki budynkowej, są one też powszechnie wykorzystywane w pojazdach, szczególnie szynowych.

Na co postawić w dystrybucji?

Co przedstawiono na rysunku? Po lewej stronie znajduje się ideowy schemat systemu automatyki i sterowania obejmujący kilka poziomów funkcjonalnych występujących w instalacjach technologicznych - od najniższego, związanego z czujnikami, wskaźnikami, aktuatorami oraz innymi prostymi urządzeniami, przez warstwę sterowania, wizualizacji, aż do zarządzania. Po prawej stronie przedstawiono popularne sieci polowe oraz ethernetowe, przy czym zaznaczono przybliżony zakres ich zastosowań - przykładowo dla HART jest to komunikacja z czujnikami i urządzeniami pomiarowymi, dla EtherCAT - teoretycznie wszystkie ze wskazanych obszarów.

Ma być tanio i solidnie - ten popularny w reklamach slogan całkiem dobrze opisuje typowe wymagania stawiane przez odbiorców podzespołów sieciowych. Również kompletna lista ich preferencji w praktyce niewiele różni się od tych dotyczących innych popularnych urządzeń stosowanych w automatyce.

Bazując na badaniu rynku przeprowadzonym w 2013 roku, możemy stwierdzić, że komponenty sieci przemysłowych mają być przede wszystkim atrakcyjne cenowo, spełniać wymogi techniczne, a do tego cechować się dobrą jakością. Liczy się też marka, która pojawiła się na wysokim miejscu publikowanego w tym rozdziale wykresu.

Omawiane urządzenia różnią się od tych przeznaczonych do popularnych zastosowań konsumenckich. Sieci w przemyśle, w aplikacjach infrastrukturalnych czy transporcie muszą cechować się wysoką dostępnością i niezawodnością, stąd też częste stosowanie topologii pierścienia oraz redundancji. W części przypadków powinny one gwarantować również komunikację w czasie rzeczywistym.

Wykorzystywanym urządzeniom stawia się też liczne warunki związane z możliwością pracy w trudnych warunkach środowiskowych, co dotyczy m.in. skrajnych temperatur, dużej wilgotności i występowania narażeń mechanicznych oraz elektromagnetycznych. Z tych powodów stosuje się odpowiednie obudowy, złącza, a samą elektronikę wytwarza często w postaci wzmocnionej.

Ważne są też kwestie ochrony przeciwprzepięciowej, która jest jednym z podstawowych parametrów konwerterów mediów, przełączników i podobnych produktów. Przemysłowe urządzenia sieciowe muszą wreszcie działać bezobsługowo, przez co liczy się możliwość ich zdalnej konfiguracji i diagnostyki. Wszystko to sprawia, że pomimo zwiększania nacisku na cenę omawiane podzespoły cechują się cały czas zdecydowanie lepszymi marżami, niż te osiągane w przypadku ich odpowiedników konsumenckich.

Komponenty przemysłowych sieci komunikacyjnych, chociaż dobrze nadają się do sprzedaży w sposób katalogowy, w tym przez Internet, dosyć często dostarczane są w systemach i generalnie kompletacjach. W układach sterowania i nadzoru występują zazwyczaj większe grupy urządzeń sieciowych (lub wielokrotności modułów danego typu), stąd też zrozumiały jest grupowy charakter ich sprzedaży.

Również sami producenci i dystrybutorzy - jeżeli już zajmują się "na poważnie" tematyką sieci, to zazwyczaj oferują szeroki asortyment wyrobów, tak aby móc klientom zaproponować produkty do różnych zastosowań, w sposób kompleksowy, a do tego zapewnić wsparcie techniczne i nieraz pomoc w stworzeniu aplikacji.

CEZARY KALISTA

ANTAIRA TECHNOLOGIES

  • Jakimi produktami sieciowymi zainteresowani są polscy odbiorcy? Kto je kupuje i jakie są zmiany, jeżeli chodzi o preferencje zakupowe klientów?

Aplikacje przemysłowe to bardzo pojemne pojęcie i to, co kupują klienci, w dużej mierze uzależnione jest od danego zastosowania. Każda branża ma swoje specyficzne wymagania, a często w ramach jednej aplikacji wymagania wobec sprzętu różnią się w zależności od tego, czy mamy do czynienia ze szkieletem sieci, czy transmisją danych na poziomie urządzeń.

Gdybym miał wskazać jeden typ najlepiej sprzedających się urządzeń sieciowych, to bez wątpienia byłyby to uniwersalne switche ethernetowe z 5-8 portami. Odporność na ekstremalne temperatury, wstrząsy i wibracje zapewnia im bardzo szerokie spektrum zastosowań, dlatego urządzenia te znajdują największą liczbę nabywców.

W ramach tej grupy urządzeń często pojawia się zapotrzebowanie na wersje z 1-2 portami optycznymi oraz PoE. Tam, gdzie wymagana jest redundancja połączeń, stosuje się switche zarządzalne, przy czym częściej wybierane są modele z korzystnym stosunkiem ceny do możliwości niż z zaawansowanymi funkcjami.

Głównymi odbiorcami komponentów do budowy sieci przemysłowych są integratorzy systemów. Firmy te zajmują się projektowaniem oraz wykonaniem aplikacji i w większości przypadków oczekują od dostawcy kompletacji sprzętu . Integratorzy systemów doceniają to, że w jednym miejscu mają zapewnioną kompletację urządzeń zgodną z wymaganiami projektu, wsparcie techniczne oraz serwis gwarancyjny i pogwarancyjny.

Słowo klucz: Ethernet

Rys. 3. Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami przemysłowych urządzeń sieciowych

Przeprowadzając regularnie badania rynku, pytamy polskich dostawców o to, czy ich zdaniem następuje unifikacja sieci stosowanych w przemyśle. W ostatniej dekadzie proces taki niewątpliwie przybierał na sile - szczególnie standardy własnościowe zastępowane były albo popularnymi technologiami komunikacyjnymi, albo przynajmniej takimi, które wspierane były przez organizacje zrzeszające firmy branżowe. Była to naturalna konsekwencja zmian potrzeb klientów, którzy skłaniali się coraz częściej ku rozwiązaniom otwartym, a więc zapewniającym możliwość korzystania z komponentów różnych dostawców i bezpieczeństwo samej inwestycji.

Kluczowy jest tutaj wzrost wykorzystania Ethernetu jako sieci uniwersalnej, która zapewnia komunikację zarówno w automatyce, jak też na wielu różnych poziomach organizacyjnych przedsiębiorstw. Obecnie gniazdko RJ-45 jest standardowym elementem paneli operatorskich, sterowników i wielu napędów, a z Ethernetu korzysta się też w aplikacjach pracujących w czasie rzeczywistym.

W przypadku tych ostatnich spopularyzowały się standardy takie jak m.in. EtherNet/IP, Profinet, Modbus TCP/IP, Ethernet Powerlink, EtherCAT i podobne, przedstawione na publikowanym w analizie schemacie. Zapewniają one zachowanie determinizmu czasowego, pozwalając na synchronizowanie pracy napędów, robotów i innych urządzeń w ruchu, a do tego transmitowanie dużych ilości danych.

Sądzić można, że automatycy z roku na rok są coraz bardziej przekonani do tego typu sieci komunikacyjnych, odkładając na półkę pogląd, że Ethernet nie nadaje się do zastosowań w aplikacjach czasu rzeczywistego. Wymienione sieci należą zresztą - i to w podanej kolejności - do najpopularniejszych standardów Ethernetu przemysłowego na świecie. Tak uważają analitycy IMS Research, których zdaniem właśnie wdrożenia standardów Ethernet/IP, Profinet oraz Modbus TCP/IP stanowią obecnie około 65% wszystkich istniejących aplikacji rozwiązań bazujących na Ethernecie przemysłowym.

Warto zwrócić uwagę na fakt powszechnego wykorzystania komunikacji ethernetowej na wyższych poziomach systemów automatyki oraz w zarządzaniu pracą zakładów. Tutaj jest ona właściwie bezkonkurencyjna, gdyż stanowi standard biznesowych systemów IT. Do tego dochodzą relatywnie niskie koszty standardowej infrastruktury, możliwość tworzenia sieci o różnych topologiach oraz dostępność narzędzi związanych z diagnostyką sieci.

Popularność technologii informatycznych, takich jak te związane z zarządzaniem jakością i bezpieczeństwem transmisji, czy możliwość zasilania urządzeń poprzez kabel komunikacyjny (PoE) stanowią dodatkową motywację do wykorzystania Ethernetu w automatyce. Naturalną tego konsekwencją jest też zapewnianie zdalnego dostępu do danych i nadzoru instalacji z odległych lokalizacji przez Internet.

Należy jednak też podkreślić, że odbiorcy komponentów sieciowych - czy to producenci maszyn, czy też integratorzy systemów - cały czas korzystają z rozwiązań wypracowanych przez branżę automatyki na przestrzeni wielu lat. Dzieje się tak pomimo opisywanej popularyzacji Ethernetu.

Dokonując uśrednienia kilku wyników ostatnich badań rynku, można stwierdzić, że w sprawie unifikacji sieci komunikacyjnych oraz korzystania z wersji polowych i generalnie własnościowych respondenci są podzieleni w stosunku 50:50.

Użycie sieci fieldbus wynika przy tym z wielu czynników - i samych wymogów aplikacji, kosztów oraz dostępności urządzeń. Można przy tym sądzić, że standardy takie jak Profibus czy nawet urządzenia z interfejsami szeregowymi pozostaną z nami jeszcze długo zarówno ze względu na specyfikę ich zastosowań i już istniejące wdrożenia, jak też wsparcie ze strony czołowych dostawców oraz organizacji branżowych.

Czy antena zastąpi kable?

Rys. 4. Jak sprzedają się urządzenia sieciowe? - odpowiedzi na pytania

Lokalnych dostawców zapytaliśmy również o wpływ rozwoju komunikacji bezprzewodowej na branżowy rynek urządzeń komunikacyjnych. Słowo "wireless" coraz częściej bowiem pojawia się w opisach wdrożeń w przemyśle - szczególnie procesowym, a także energetyce czy w branży ochrony środowiska. Jednocześnie sam sektor urządzeń komunikujących się bezprzewodowo, o którym więcej w kolejnym rozdziale analizy, odnotowuje co roku spore wzrosty.

Istotnie - możliwość stworzenia taniego połączenia z wykorzystaniem radiomodemów czy komunikacji GSM wykorzystywana jest przez automatyków od dawna. Niemniej jednak szczególnie w ostatnich latach, dzięki rozwojowi oferty dostawców i malejącym kosztom utrzymania takiej infrastruktury, kabel jest coraz częściej zastępowany radiem.

Przeważająca grupa respondentów ankiety stwierdziła, że zmiany te znacząco rzutują na omawiany rynek, ale jednocześnie dotyczą tylko części aplikacji - w szczególności w obszarach takich jak wcześniej wymienione oraz generalnie w przypadku instalacji rozproszonych i cechujących się trudnym dostępem. Co piąta z ankietowanych osób uznała, że część wspólna rynku urządzeń do sieci przewodowych i bezprzewodowych jest pomijalnie mała.



 

Najlepsi w branży