Produkcja maszyn

Sterowniki i kontrolery przemysłowe

Inżynierowie zajmujący się systemami sterowania i kontroli mają dzisiaj do wyboru możliwość korzystania z szerokiego pakietu urządzeń – od przekaźników programowalnych do kontrolerów i komputerów przemysłowych, w którym jednak niezmiennie PLC zajmują cały czas centralne miejsce. Są one stosowane w wielu systemach, szczególnie tych związanych z automatyką dyskretną, co dzieje się ze względu na ich parametry środowiskowe, niezawodność, dostępność, a często też przyzwyczajenia użytkowników oraz standardy stosowane w zakładach przemysłowych.

Dla kogo sterowniki?

Omawianymi urządzeniami zainteresowani są zarówno producenci maszyn i urządzeń, integratorzy systemów, jak też klienci końcowi, w szczególności zakłady produkcyjne. Jeżeli chodzi o branże przemysłu, to szczególnie wysoko w statystyce znalazły się sektory spożywczy i motoryzacyjny, na kolejnych miejscach uplasowały się: branża chemiczna i inne obszary produkcji dyskretnej. Oczywiście, zależnie od obszaru zastosowań, mogą tutaj być wykorzystywane sterowniki programowalne, komputery przemysłowe, jak też inne rozwiązania sterowania – np. systemy rozproszone (DCS), co dotyczy przykładowo branży chemicznej. Jako że dzisiaj większość inwestycji to rozbudowy lub modernizacje istniejących obiektów, do takich właśnie aplikacji trafiają omawiane urządzenia. Ich rynki zbytu powiązane są również z energetyką (zarówno zawodową, OZE, jak też systemami zasilania różnych obiektów), automatyką budynkową (obiekty komercyjne i budynki użyteczności publicznej), a także z transportem.

Również prognozowana przyszłość branży nie zaskakuje. W kolejnych latach dostawcy PLC, jak można sądzić po wynikach badania, będą koncentrowali się na obsłudze już dobrze im znanych rynków. Takimi są przede wszystkim: sektor produkcji spożywczej i napojowej, motoryzacyjny oraz maszynowy (OEM). Wszystkie one znalazły się na topowych miejscach w jednym z punktów ankiety badawczej. Do kolejnych istotnych obszarów zaliczono: branżę budynkową i zastosowania HVAC, sektor wodociągowo-kanalizacyjny, energetykę oraz logistykę i transport. Oczywiście w prezentowanym zestawieniu nie uwzględniono podziału na różne typy sterowników, stąd też należy traktować je jako ogólny wyznacznik trendów rozwojowych w branży.

Mniejsze i średniej wielkości PLC

W ramach badań regularnie oceniamy preferencje lokalnych odbiorców, jeżeli chodzi o rodzaje urządzeń wykorzystywanych w układach sterowania. Zmiany są tu relatywnie niewielkie w czasie, przynajmniej jeżeli chodzi o rodzaje PLC. Największe ilościowo użycie (77%) dotyczy wersji mających po kilkadziesiąt we/wy, czyli mikrosterowników. Takie urządzenia mogą być modułowe oraz kompaktowe, a więc zawierające w obudowie CPU, interfejsy we/wy i inne komponenty. Ich zastosowaniami są niewielkie systemy sterowania w przemyśle i innych obszarach oraz aplikacje w maszynach. Podobnie popularne (73%) są PLC modułowe o większej liczbie we/wy. Tego typu urządzenia pracują w większych instalacjach i systemach kontrolno-nadzorczych. Trzecie i czwarte miejsce zajęły nanosterowniki przeznaczone do mniejszych aplikacji sterowania oraz PLC duże.

ile powyższe dotyczy sterowników, o tyle w zestawieniu pojawiają się też inne produkty. Takimi są w szczególności przekaźniki programowalne (41% w bieżącym zestawieniu) oraz systemy bazujące na komputerach osobistych, czyli PC-based (36%). Obydwie kategorie notują regularnie coraz większy udział w wynikach badań – te pierwsze ze względu na rosnące możliwości i łatwość zastosowań, zaś sterowniki oparte na technologiach PC – dzięki ogromnej funkcjonalności, możliwościom programowania oraz rosnącemu przekonaniu odbiorców do takich produktów.

Oczywiście do powyższego zestawienia dochodzą kontrolery automatyki, czyli PAC. Mają one większe możliwości w zakresie wydajności obliczeniowej, przechowywania danych, komunikacji oraz programowania niż sterowniki. PAC bazują również na wykorzystaniu systemu operacyjnego, dzięki czemu są wielofunkcyjnymi platformami sterowania i przetwarzania danych.

W badaniu zapytaliśmy również o popularność urządzeń zintegrowanych, tj. sterowników z modułami do komunikacji bezprzewodowej oraz z panelami operatorskimi. W przypadku tych pierwszych spotkać się można m.in. ze sterownikami z interfejsami Bluetooth, Wi-fii GSM. Wersje z możliwością komunikacji komórkowej są szczególnie przydane w systemach rozproszonych, przykładowo wod-kan. Warto przy tym zauważyć, że spadł odsetek osób deklarujących, że istotność tych produktów rośnie (obecnie 15%, w poprzednich analizach 26‒27%). W przeciwieństwie do powyższego rośnie popularność tandemów HMI-PLC. Tego typu urządzenia sprawdzają się przede wszystkim w maszynach oraz mniejszych systemach sterowania. Zdaniem co trzeciego ankietowanego są one coraz częściej wykorzystywane, co stanowi wzrost o 10 p.p. w stosunku do poprzednio publikowanych analiz.

Thomas Spranzel

Turck

Czy sterowniki dostarczane są jako oddzielne komponenty, czy raczej jako elementy większych wdrożeń i kompletacji?

Podejście do kompletacji zamówienia jest różne. Część klientów ceni sobie możliwość doboru całości systemu u jednego dostawcy, rozpoczynając od przewodów i czujników, a kończąc na sterowniku i panelu HMI. Taka sytuacja przeważnie spotykana jest przy realizacji mniejszych projektów. Jeżeli chodzi o większe projekty, to sytuacja często wygląda już inaczej, sterowniki, koncentratory, czujniki i przewody muszą być ze sobą kompatybilne, ale nie zawsze pochodzą z jednego źródła. Niejednokrotnie wynika to z wytycznych narzuconych przez zamawiającego system.

Dla odbiorców ważnym argumentem przemawiającym za zamówieniem komponentów w jednym miejscu jest oszczędność czasu, możliwość łatwiejszego zarządzania projektem oraz dostępność gotowych kluczy doboru urządzeń, które będą ze sobą kompatybilne. Wniosek jest więc taki, że warto mieć możliwie szerokie portfolio urządzeń automatyki, jednakże ewentualne braki w pojedynczych obszarach oferty nie powodują wykluczenia, ponieważ każda z firm ma wyznaczone kierunki rozwoju, dzięki którym może być określana mianem lidera dla konkretnego rozwiązania.

Co zmieniło się w ostatnich latach w technologiach i funkcjonalności PLC?

Niewątpliwie bardzo rozszerzyła się oferta dostępnych na rynku sterowników. Obecnie PLC nie musi być urządzeniem zamkniętym w szafie z przyłączonymi kartami sygnałowymi. Dostępność sterowników w wykonaniu IP67 dała możliwość "wyjścia poza szafę", a rozwiązanie w postaci panelu HMI z PLC zapewnia redukcję liczby elementów potrzebnych do realizacji zadań sterowania.

Sterowniki coraz częściej mają możliwość komunikowania się w wielu protokołach, dzięki czemu sygnały z obiektu trafiają do modułów sieciowych, które za pomocą odpowiedniego protokołu komunikacyjnego przesyłają je dalej do sterownika. Takie możliwości pozwalają między innymi na redukcję okablowania, kosztów instalacji oraz zwiększają jej niezawodność. Pod kątem oprogramowania narzędziowego istotne jest, aby stosowane urządzenia mogły być obsługiwane w jednym programie, który zapewnia szybką i możliwie intuicyjną obsługę, dzięki czemu w prosty sposób przy zastosowaniu odpowiedniego typu sterownika użytkownik może nawet udostępniać dane w chmurze i uzyskać dostęp do nich praktycznie z każdego miejsca na świecie.

Jakie sterowniki są popularne na rynku?

Konkurencja w branży sterowników programowalnych jest silna, zaś bariery wejścia na rynek duże. Przyczynami tego są m.in. przyzwyczajenia użytkowników do określonych marek oraz wymogi inwestycyjne związane z preferowanymi dostawcami. W efekcie nikt nie stwierdził, że konkurencja jest niewielka, zaś ponad połowa ankietowanych uznała, że jest ona wysoka. Należy przy tym zauważyć, że jest to spadek w porównaniu do poprzednich analiz (76% i 64% dla wskazań "silna"). Jednocześnie nie zmienia to wydźwięku tej części badania – w branży nie jest łatwo.

Na rynku działa wielu dostawców PLC. Pierwsze miejsce w rankingu popularności zajmuje niezmiennie i jednocześnie z bardzo dużą przewagą firma Siemens. W wielu firmach produkcyjnych "Siemens" oznacza od lat również po prostu standard systemów sterowania. Kolejne pozycje zajęły: Mitsubishi Electric, Rockwell Automation (Allen-Bradley), Omron Electronics, Beckhoff, B&R / ABB i Schneider Electric. Wymienione firmy (i wiele innych) działają na naszym rynku bezpośrednio, tj. poprzez krajowe oddziały, a także dostarczają produkty przez partnerów lub dystrybutorów. U tych ostatnich znaleźć można wiele innych marek sterowników – zarówno uniwersalnych, jak też przeznaczonych do specyficznych zastosowań – np. aplikacji serwonapędowych i kontroli ruchu, czy przykładowo zastosowań w systemach HVAC i automatyce budynkowej.

PLC dla dostawców

Oferenci sterowników są niezmiennie zdania, że sprzedaż PLC można uczynić osią biznesu. W bieżącym i poprzednich badaniach około 60% ankietowanych wybierało w tym przypadku odpowiedź "zawsze tak było". W bieżącej analizie suma głosów na tak wyniosła aż 80%, co stanowi świetny wynik, który przypisać można ciągłemu rozwojowi sterowników, a także ich wykorzystywaniu w różnych obszarach – nie tylko w przemyśle, ale też aplikacjach infrastrukturalnych, budynkowych czy w ochronie środowiska. Jednocześnie 57% osób oceniło, że rdzeniem zastosowań PLC są ciągle maszyny i automatyka, zaś reszta przyznała, że popyt na sterowniki pochodzi z innych branż – takich jak choćby te wcześniej wymienione.

Jak wiadomo, same sterowniki to zawsze tylko część większego systemu. Tak jest szczególnie z PLC modułowymi, gdzie oprócz jednostek głównych w skład instalacji wchodzą różne moduły we/wy, zasilacze, elementy dodatkowe, co oczywiście w całość spaja wykorzystywane oprogramowanie narzędziowe. Okazuje się, że owe "dodatki" stanowią dla dystrybutorów nawet ważniejszy element biznesu niż sprzedaż samych sterowników i kontrolerów. Oferta jest też często rozszerzana na inne komponenty – np. HMI, systemy SCADA, przemienniki częstotliwości, urządzenia komunikacyjne i różne podzespoły automatyki. Trzecim z filarów działalności są dla wielu firm usługi – np. programowanie sterowników, choć tutaj specyfiką rynku jest to, że aktywność dystrybucyjna i integracyjno-usługowa są często rozdzielane (firmy oferujące produkty nie angażują się w usługi). Aczkolwiek nie obejmuje to wsparcia klientów na różnych etapach projektów. Jest to niewątpliwie konieczne i obejmuje zakres od doboru komponentów, poprzez pomoc w uruchomieniach, po szkolenia i serwis posprzedażowy.