Panele operatorskie

Panele operatorskie stanowią powszechne elementy maszyn, systemów automatyki i linii technologicznych, a także występują w wielu aplikacjach poza przemysłem - w energetyce, transporcie czy automatyce budynkowej. Chociaż HMI oferowane są na rynku już od wielu lat, przeszły one w tym czasie wiele zmian.

Dzisiaj, po latach unowocześnień w zakresie stosowanych wyświetlaczy, jakości prezentowanych danych i możliwości kontroli z wykorzystaniem gestów, zainteresowanie branży przenosi się na możliwości komunikacyjne i związane z integracją HMI w systemach.

Jest to odpowiedź na potrzeby związane z systemami Internetu Rzeczy oraz Przemysłem 4.0, w przypadku których interfejs człowiek-maszyna ma pełnić funkcję inteligentnego, analizującego dane i dostępnego przez Internet urządzenia.

Sektor przemysłowy i branża OEM są na topie

Najczęstsze zastosowania paneli operatorskich i komputerów panelowych

W odpowiedziach na redakcyjne ankiety dotyczące najważniejszych w kraju grup odbiorców HMI hasło "przemysł" pojawiało się najczęściej. Panele operatorskie stanowią powszechne elementy maszyn oraz instalacji technologicznych, zapewniając wyświetlanie informacji, ich wizualizację w postaci graficznej, a także możliwość dokonywania nastaw przez operatora. Często też przejmują one dodatkowe funkcje - np. komunikacyjne czy związane z przetwarzaniem danych, a także sterowaniem.

Mówiąc o przemyśle, można tu wydzielić przede wszystkim dwie duże grupy zastosowań. Pierwszą stanowią przede wszystkim aplikacje w zakładach produkcyjnych, obiektach technologicznych i różnego rodzaju instalacjach, które są tworzone albo przez integratorów systemów, albo bezpośrednio przez firmy przemysłowe (klienci końcowi). Drugą grupę odbiorców przemysłowych stanowi tzw. sektor OEM, czyli producenci maszyn i urządzeń - jego znaczenie stopniowo rośnie.

Trzecie i czwarte miejsce statystyki zajęły dwie pokrewne przemysłowi branże. Pierwszą stanowi sektor automatyki budynkowej, a więc przede wszystkim zastosowania związane z budownictwem komercyjnym, systemu HVAC, częściowo też wdrożeniami infrastrukturalnymi.

W tego typu aplikacjach stosowane są systemy sterowania i wizualizacji zbliżone do tych używanych w przemyśle, również część firm z rynku lokalnego obsługuje obydwie te branże. Jeżeli chodzi o energetykę, to tutaj częścią wspólną jest obszar wytwarzania szaf elektrycznych i sterujących, w przypadku których popularnymi elementami są właśnie HMI.

Panele operatorskie i, szerzej, różnego rodzaju wyświetlacze są w praktyce urządzeniami uniwersalnymi i popularnymi również w innych branżach. Korzysta się w nich w pojazdach i transporcie, zastosowaniach specjalnych, magazynowych oraz w aplikacjach konsumenckich. Oczywiście wymogi względem HMI są w przypadku każdej z tych branż inne, podobnie sposoby użytkowania omawianych urządzeń i oczekiwania względem kosztów ich zakupu oraz zapewnianego przez dostawcę wsparcia.

Przykładowo wydajność i odporność środowiskowa to ważne wymogi m.in. w przypadku przemysłu, transportu i zastosowań specjalnych, zaś wysoki stopień ochrony i łatwość czyszczenia - branży spożywczej i napojowej, natomiast wysoka jakość - to warunek często konieczny w aplikacjach w sprzęcie medycznym.

W tym miejscu warto spojrzeć zarówno wstecz, jak też do przodu, aby wyniki omawianej statystyki osadzić w kontekście zmian w czasie. Porównując bieżące rezultaty z tymi z 2016 roku (poprzednie badanie rynku), widzimy znaczny spadek istotności grup "handel i sklepy" oraz "laboratoria i medycyna", natomiast jednoczesny - również znaczny - wzrost liczby odpowiedzi dotyczących automatyki budynkowej. Rynek HMI ma charakter dynamiczny i, poza przemysłem, branżą OEM i energetyką, cała reszta statystyki jest dosyć płynna.

Dostawcy HMI

Powyższy fakt sprawia również, że trudno jest też prognozować przyszłość branży. Zgodnie z odpowiedziami respondentów spodziewać się można utrzymania prymatu zastosowań HMI w sektorach produkcji maszyn (OEM) oraz generalnie w przemyśle i automatyce. Branże te zajęły pierwsze miejsca i zyskały zdecydowanie więcej głosów niż pozostałe.

Respondenci typowali również sektory takie jak: automatyka budynkowa, przemysł spożywczy, a także energetyka (relatywnie niedużo wskazań) i sektor motoryzacyjny. Co ciekawe - nie pojawiły się tutaj zastosowania związane z handlem, punktami informacyjnymi, reklamą oraz aplikacje konsumenckie.

Powodem może być silne nastawienie ankietowanych dostawców na obsługę przede wszystkim sektora przemysłowego, jak też fakt, że do wielu z wymienionych zastosowań panele trafiają jako elementy większych systemów, które dostarczane są przez ich specjalizowanych producentów.

Daniel Sybilski

Amtek

  • Jakie są cechy charakterystyczne HMI i w którą stronę następuje rozwój tej grupy produktów?

Obecnie wspólną cechą paneli HMI jest duża liczba interfejsów komunikacyjnych. Do standardów należy obsługa portów szeregowych, Ethernetu i USB. Nie nowością, ale nadal rozwiązaniem mało popularnym, jest wbudowany moduł Wi-Fi. Niewątpliwie spowodowane jest to większą przystępnością cenową modeli bez możliwości komunikacji bezprzewodowej.

Dominacja niskobudżetowych paneli operatorskich na rynku sprawia, że producenci mocno skupiają się na możliwościach przesłania gromadzonych danych do komputera klienta lub na integracji z rozwiązaniami IoT. Daje to możliwość obróbki nadesłanych informacji na jednostkach ze znacznie większą mocą obliczeniową.

Istnieją jednak rozwiązania łączące ze sobą dwa urządzenia, jakimi są HMI i sterowniki PLC. Takie urządzenia są korzystne dla klienta tylko pod względem ceny. W przypadku uszkodzenia jednostki cała aplikacja traci jednocześnie sterownik i interfejs komunikacyjny pomiędzy maszyną a operatorem. Dodatkowo moc obliczeniowa takich systemów jest znacznie mniejsza niż typowych modeli PLC, a i graficzne możliwości prezentowania danych pozostawiają wiele do życzenia.

Współczesnym trendem na rynku automatyki jest łączenie poszczególnych komponentów z telefonem komórkowym. Właśnie z tego powodu dużą zaletą jest wcześniej wspomniany wbudowany moduł Wi-Fi z access pointem. Dzięki niemu użytkownik ma możliwość utworzenia bezpośredniego i bezprzewodowego połączenia z panelem.

Dostawcy paneli operatorskich

Najpopularniejsze w kraju marki paneli operatorskich - zestawienie nie odzwierciedla udziałów wymienionych firm w rynku

W publikowanych przez nas analizach rynku dystrybucji paneli operatorskich pojawia się zazwyczaj około 50 podmiotów - zarówno przedstawicielstw firm zagranicznych, jak też licznych dystrybutorów oraz integratorów. Standardem działania na omawianym rynku jest łączenie sprzedaży HMI z dostarczaniem innego rodzaju urządzeń - komputerów przemysłowych, sterowników programowalnych i generalnie automatyki przemysłowej.

Taki sposób prowadzenia biznesu dotyczy zarówno dużych dostawców branżowych, jak też krajowych firm dystrybucyjnych. Do tych pierwszych zaliczyć można przedsiębiorstwa takie jak Advantech, Siemens, Schneider Electric, Omron, B&R, Phoenix Contact czy przykładowo Beckhoff Automation, Bosch Rexroth oraz Rockwell Automation.

Wraz z panelami operatorskimi oferują one praktycznie komplet elementów sterowania, często też wykonawczych, komponentów sieci przemysłowych, a w praktyce - kompletne systemy. Wymienione firmy, co omawiamy w dalszej części, to także najbardziej rozpoznawalne marki HMI na rynku polskim.

W przypadku dystrybutorów mamy również do czynienia z dużą grupą firm, przy czym tutaj należy dokonać podziału na dystrybutorów specjalizowanych (np. ASTOR, CSI, Impol-1, JM elektronik, RAControls), jak też firmy oferujące szeroką gamę produktów technicznych (Dacpol, Conrad Electronic, Elfa Distrelec, Farnell element14, Maus Electronics, TME oraz RS Electronics).

Dla omawianego rynku szczególnie istotna jest pierwsza z grup firm (dostawcy specjalizowani), w przypadku których HMI stanowią wprawdzie jeden z wielu elementów asortymentu, jednak istotny i składający się na kompleksową ofertę komponentów automatyki i sterowania.

Warto tu dodać, że w branży obecne są też podmioty specjalizujące się jedynie w panelach operatorskich. Przykładem takiego działającego w Polsce jest Pro-face, który jest częścią firmy Schneider Electric.

Mówiąc o dostawcach, warto zamieścić jeszcze jedno zestawienie - dotyczące problemów na rynku i trudnych elementów działalności, z którymi najczęściej borykają się omawiane firmy. Respondenci wskazywali tu kwestie dotyczące sprzecznych wymogów klientów (oczekiwanie niskiej ceny i wysokiej jakości urządzeń) oraz długich terminów dostaw (to ostatnie wiąże się też z koniecznością dostosowywania paneli pod specjalne wymogi firm).

Najpopularniejsze w kraju marki komputerów panelowych - zestawienie nie odzwierciedla udziałów wymienionych firm w rynku

Generalnie jednak najczęściej wymienianym zagadnieniem była wysoka konkurencja cenowa w branży i duża liczba działających tu dostawców. O to ostatnie zapytaliśmy też formie ilościowej - zdaniem blisko 3/4 dostawców konkurencja w branży jest silna, zaś praktycznie cała reszta uznała ją za standardową. Jest to zmiana o 10 p.p. in plus w przypadku kategorii "silna", w porównaniu z poprzednio (tj. w zeszłym informatorze) publikowanymi wynikami.

Dostawcy zwracali również uwagę na to, że klienci wybierają produkty komercyjne, nie biorąc pod uwagę niezawodności i całkowitych kosztów użytkowania. Na rynku pojawia się też wiele rozwiązań typu low-cost, które nie spełniają wymagań przemysłowych.

Fakty te, cytując niektórych respondentów, można powiązać z niskim poziomem wiedzy odbiorców. Wielu klientów przyzwyczajonych jest też do stosowania starszych, mniej zaawansowanych jednostek, przez co przekonanie ich do wyboru nowocześniejszych HMI wiąże się z procesem edukacji i uświadamiania korzyści z nimi związanych.

Urządzenia mobilne w przemyśle

Jeszcze do niedawna wydawało się, że urządzenia przenośne w profesjonalnych zastosowaniach w przemyśle nie mają racji bytu. Nie do pomyślenia było na przykład, że smartfon albo tablet mógłby pełnić funkcję przenośnego HMI, za pośrednictwem którego operator uzyskuje dostęp do kluczowych elementów instalacji przemysłowej. Jednak rosnąca popularność tych urządzeń w życiu codziennym sprawia, że branża przemysłowa nie może już dłużej ignorować ich zalet.

Do korzystania ze smartfonów i tabletów w środowisku produkcyjnym zachęca także dostępność modeli o wzmocnionej konstrukcji, a tam, gdzie nie są wymagane, fakt, że personel może używać własnych smartfonów. Pojawia się również coraz więcej specjalistycznych aplikacji na urządzenia mobilne, m.in. ułatwiających rozwiązywanie problemów sprzętowych, do wykonywania szybkich przeliczeń, parametryzacji i wizualizacji danych.

W artykule "Parametryzuj przez smartfona", który opublikowany został w APA w listopadzie 2017 roku, przedstawiono kompleksowo tematykę urządzeń przenośnych stosowanych w przemyśle - od strony sprzętowej i programowej.

Znane i popularne marki HMI

Konkurencja w polskiej branży HMI - ocena dostawców

Spójrzmy na listę popularnych w kraju producentów HMI. Omawiane wyroby znaleźć można w ofertach wielu przedsiębiorstw, podobnie jest z różnorodnością dostępnych marek. Pomimo to w zestawieniach tych najpopularniejszych od lat wyróżnia się kilka, kilkanaście firm, co omawiamy poniżej.

Pytając dostawców HMI o najbardziej znane im marki urządzeń, dokonaliśmy podziału na wersje o mniejszej mocy obliczeniowej, często też mniejszej liczbie funkcji (czyli typowe HMI) oraz większe komputery panelowe. W przypadku tych pierwszych liderami rankingów popularności są niezmiennie firmy Siemens oraz Weintek, zaś kolejne miejsca zajęły: Pro-face, Omron, a następne: ESA, Advantech, Beckhoff, Schneider Electric (do firmy należy obecnie również marka Pro-face) oraz Mitsubishi. Przewaga dwóch pierwszych dostawców nad resztą stawki była znaczna, zaś cała statystyka ma podobną postać do wyników badań sprzed dwóch oraz czterech lat.

Dosyć podobne wyniki uzyskano w przypadku drugiej z grup produktów - komputerów panelowych. W tym zakresie wyróżnić można dwóch liderów, którymi są Advantech oraz Siemens. Trzecie miejsce przypadło firmom: Beckhoff oraz B&R (dawniej zajmowała je iEi Integration), zaś kolejne m.in.: ESA, Phoenix Contact, Aaeon oraz Rockwell Automation.

Należy zaznaczyć, że podobnie jak w przypadku każdego innego tego typu zestawienia publikowanego w IRA, statystyka służy jedynie zobrazowaniu popularności produktów omawianych przedsiębiorstw i nie jest informacją o ich udziałach w rynku.

Czy krajowi odbiorcy mają preferencje - poza tymi wymienionymi - jeżeli chodzi o producentów HMI i komputerów panelowych? Czy na omawianym rynku można zauważyć większą popularność dostawców zachodnich lub dalekowschodnich, czy ewentualnie można wskazać tu jakieś inne prawidłowości?

Na pewno widać tu wyraźną i dosyć stałą dominację kilku marek, którymi są Siemens, Advantech, Pro-face, Beckhoff oraz B&R. Trudno jednak określić preferencje odbiorców co do kraju pochodzenia producenta czy sposobu dostarczania urządzeń - tj. bezpośrednio przez oddział firmy lub przez dystrybutora.

Polscy odbiorcy korzystają z urządzeń z wyższej półki, jak również ekonomicznych, skłaniając się ku wyrobom im znanym oraz tym, które dają większą pewność co do niezawodności działania i komfortu użytkowania maszyn. Panel operatorski stanowi relatywnie niedużą w stosunku do całkowitych kosztów systemu automatyki, a jednak to z nim mają przede wszystkim kontakt operatorzy i inne osoby. Stąd też oszczędność na tym elemencie nie ma zwykle sensu, co dodatkowo sprzyja oferentom wyrobów markowych i o wysokiej jakości.

W tym miejscu jeszcze informacja o zagadnieniach dotyczących HMI, które poruszane były w poprzednio publikowanej analizie rynku (tj. w IRA 2018). Rok temu omawialiśmy m.in. rodzaje urządzeń, ich cechy techniczne i preferencje odbiorców, a także sytuację na rynku.

Lechosław Szkudlarek

B&R

  • Jaka jest dzisiejsza rola paneli operatorskich? Czego projektanci i użytkownicy wymagają od tego typu urządzeń?

Panele operatorskie mają bardzo ważną funkcję nie tylko ze względu na to, że odgrywają tu one kluczową rolę w interfejsie między człowiekiem i maszyną/procesem, ale również dlatego, że są niejako wizytówką dostawcy rozwiązania. Z tego względu wiele firm zatrudnia ekspertów od User Experience, którzy opracowują optymalne rozwiązanie umożliwiające efektywną i przyjazną obsługę.

Niewątpliwą pomocą w uzyskaniu takiego efektu jest możliwość skorzystania z funkcji multitouch, które wszyscy dzisiaj znają z obsługi smartfonów czy tabletów. Co więcej, pożądana jest możliwość wyświetlania wizualizacji na dowolnych urządzeniach mobilnych z poziomu zwykłej przeglądarki internetowej bez potrzeby instalowania dodatkowego oprogramowania.

Dzięki temu osoba z odpowiednimi uprawnieniami - np. pracownik utrzymania ruchu, może mieć pełną kontrolę nad urządzeniem czy procesem w dowolnej chwili i z dowolnego miejsca. To z kolei przekłada się na szybszą diagnostykę problemów i zwiększenie dostępności maszyn.

Urządzenia oraz oprogramowanie wspierające wszystkie te funkcjonalności nabierają coraz większego znaczenia w epoce mobilności. Jednak firmy dbające o swój wizerunek idą często jeszcze dalej - zlecają dostawcom rozwiązań HMI opracowanie panelu operatorskiego o unikatowym wyglądzie, oddającym charakter firmy i maszyny. Oczywiście prym w tego typu podejściu wiodą zachodnioeuropejscy producenci maszyn, jednak trend ten jest coraz bardziej widoczny również w Polsce.

Najlepsi w branży