Przewodowe sieci przemysłowe

Infrastruktura sieciowa to niewątpliwie kręgosłup nowoczesnych przedsiębiorstw i instalacji produkcyjnych. Pozwala ona na kontrolę pracy maszyn, zapewnia możliwość przesyłania coraz większych ilości danych oraz integrację systemów produkcyjnych z IT. Sieci tego typu występują w dużej różnorodności i stosowane są nie tylko w przemyśle, ale też m.in. w transporcie, energetyce, zastosowaniach budynkowych oraz infrastrukturalnych. Zapraszamy do lektury analizy poświęconej produktom sieciowym oraz popularnym standardom i markom branżowym.

Wyniki badania globalnego rynku przemysłowego pod kątem popularności sieci komunikacyjnych wykorzystywanych w fabrykach (źródło: HMS Industrial Networks, 2022)

Switche i inne komponenty

W badaniach rynku regularnie zadajemy działającym w kraju dostawcom pytanie o najpopularniejsze, najczęściej sprzedawane urządzenia sieciowe. Najwięcej odpowiedzi dotyczy tu zazwyczaj przełączników sieciowych i routerów w wykonaniu przemysłowym. Również w bieżącym badaniu dwóch na trzech respondentów wskazywało je jako urządzenia najczęściej dostarczane klientom. Przełączniki sieciowe występują w wersjach niezarządzalnych, zarządzalnych o dużych możliwościach konfiguracji, mogą też być wyposażone w porty pozwalające zasilać odbiorniki bezpośrednio przez sieć (PoE). Pod względem standardów medium dzielą się przede wszystkim na te z tradycyjnymi gniazdami RJ-45 do sieci miedzianych oraz z modułami światłowodowymi, które zapewniają duże odległości transmisji i odporność na zaburzenia elektromagnetyczne. Ich popularności sprzyja uniwersalność aplikacyjna tych urządzeń. Dotyczy ona nie tylko zastosowań w przemyśle, w maszynach, ale też zastosowaniach infrastrukturalnych, aplikacjach związanych z kontrolą dostępu i ochroną mienia czy przykładowo budynkach (typowo komercyjnych i użytku publicznego).

Do popularnych wyrobów cały czas należą media-konwertery, które pozwalają na zmianę jednego standardu komunikacyjnego lub sygnału na inny. Tego typy produkty są stosowane m.in. w przypadku modernizacji maszyn i instalacji lub jako bramy łączące sieci różnych standardów. Na rynku pojawiają się też bardziej wysublimowane urządzenia, np. służące do pozyskiwania danych z maszyn bez konieczności ingerencji w ich sterowanie czy oprogramowanie. Podczas pracy nasłuchują one transmisji w sieci ethernetowej, przetwarzając dane pochodzące z danej maszyny, zaś pozyskiwane informacje przykładowo przesyłają do systemu MES.

Sytuacja na krajowym rynku dystrybucji przemysłowych urządzeń sieciowych

Tomasz Sokół

Elmark Automatyka

pytJakie są najczęstsze aplikacje przemysłowych urządzeń komunikacyjnych? Czym charakteryzują się takie wyroby i czego poszukują klienci?

Najczęstsze aplikacje sieciowe to takie, w których istnieje potrzeba rozszerzenia liczby portów Ethernet. Do tego celu wykorzystuje się najprostsze przełączniki niezarządzalne. Urządzenia przeznaczone do przemysłu charakteryzują się lepszą jakością wykonania niż biurowe (wymagana jest większa odporność np. na drgania czy uszkodzenia mechaniczne), a także projektowane są pod kątem spełnienia wyśrubowanych norm – np. możliwości montażu w strefach zagrożonych wybuchem.

Odbiorcy poszukują przede wszystkim sprawdzonych rozwiązań. Przywiązują oni dużą wagę do okresu gwarancji urządzenia, a także tego, czy producent ma lokalny serwis na terenie Polski. Urządzenia elektroniczne, nawet te przeznaczone do przemysłu, czasami jednak się psują. Szybka naprawa urządzenia lub wymiana na nowy egzemplarz to czynniki szczególnie istotne w aplikacjach przemysłowych, gdzie przestoje produkcyjne mogą powodować znaczne straty materialne.

Jakie sieci są dzisiaj wykorzystywane? Które popularyzują się, a które są coraz rzadziej stosowane?

Nowoprojektowane sieci przemysłowe bazują na Ethernecie. Jest to otwarty standard komunikacyjny, zatem nie wykorzystuje się tutaj protokołu, który jest ograniczony tylko do jednego producenta. Oprócz Ethernetu przemysłowego, który może występować w wielu wariantach – kable miedziane, światłowody czy Wi-Fi, w dalszym ciągu używane są standardy szeregowe RS-232/422/485. Ich obecność wynika bardzo często z ceny – urządzenia, które wykorzystują transmisję szeregową, są znacznie tańsze od takich samych, ale z interfejsem Ethernet.

Pozostałe urządzenia sieciowe

Urządzeniami, które należą zarówno do domeny komunikacji sieciowej, jak też występują jako elementy systemów sterowania i kontroli, są moduły wejść/wyjść. Mogą to być zarówno lokalne rozszerzenia PLC, jak też moduły zdalne, które są oddalone od systemów nadrzędnych i komunikują się z nimi z wykorzystaniem jednego ze standardów sieciowych. Pozwalają one na podłączanie m.in. elementów pomiarowych, sterujących oraz wykonawczych, zapewniając możliwość decentralizacji systemów automatyki oraz sterowania.

Warto wskazać, że urządzenia sieciowe są niezmiennie sprzedawane samodzielnie, a nie w większych systemach. Są one dobierane przez klientów do konkretnych potrzeb a następnie przez nich aplikowane. Jednocześnie mało który dostarcza działający w branży oferuje tylko jeden, wybrany rodzaj podzespołów. Tworząc asortyment produktów, stawia się zazwyczaj na jak największą kompleksowość, która pozwala na zaoferowanie odbiorcom różnych elementów do ich infrastruktury sieciowej i stworzenie jej w jak najbardziej optymalny sposób. Do tego dochodzi zapewnianie wsparcia technicznego dla klientów, co obejmuje zarówno pomoc w doborze produktów, ich konfiguracji, jak też w tworzeniu systemów i we wdrożeniach.

Konkurencja na polskim rynku przemysłowych urządzeń sieciowych

Sieci Fieldbus coraz mniej popularne

Ostatnie kilkanaście lat przyniosło ogromny wzrost wykorzystania sieci ethernetowych w przemyśle, a także popularyzację Ethernetu jako standardu łączącego maszyny i hale produkcyjne z infrastrukturą IT. Jest on stosowany do komunikacji pomiędzy komputerami przemysłowymi, HMI, sterownikami, a nawet urządzeniami wykonawczymi i napędami. Ethernet cechuje się skalowalnością, bezpieczeństwem, relatywnie niskimi kosztami infrastruktury, a przede wszystkim możliwością łatwej integracji z tradycyjnymi systemami informatycznymi. Branża przemysłowa rozwinęła przy tym szereg wersji sieciowych, które pozwalają na pracę w czasie rzeczywistym, co jest niezbędne w sterowaniu pracą maszyn wymagających kontroli robotów czy synchronizacji pracy osi.

Badania związane z wykorzystaniem sieci przemysłowych prowadzi regularnie firma HMS Industrial Networks W tej z 2022 roku udział Ethernetu przemysłowego w całości rynku stanowił aż 66%, zaś najpopularniejszą tego typu siecią był EtherNet/IP (17%). Inne takie rozwiązania to m.in. PROFINET, EtherCAT, Modbus-TCP oraz Ethernet POWERLINK. Należy zauważyć, że tempo wzrostu tego obszaru jest duże, w efekcie czego coroczny przyrost dla grupy "Ethernet przemysłowy" wynosi 1‒2 p.p. Dzieje się to oczywiście kosztem sieci polowych, w przypadku których najpopularniejszy był w tamtym roku Profibus DP.

Najważniejsze dla klientów cechy przemysłowych urządzeń sieciowych

Cezary Kalista

Antaira Technologies

Sieci polowe czy ethernetowe? Jaka jest przyszłość komunikacji przemysłowej?

Sądzę, że w przemyśle docelowo wszystko będzie skomunikowane przez Ethernet, nawet do poziomu małego czujnika. To tylko kwestia czasu! Jeśli Industry 4.0 ma się spopularyzować, to musi obowiązywać jakiś standard przesyłu danych. Co prawda istnieją bramki do różnych sieci, ale dzisiaj to tylko protezy, które przedłużają życie protokołów fieldbusowych. O ile jednak Ethernet przemysłowy będzie siecią docelową, o tyle nie stanie się to z dnia na dzień. W naszej branży jest on stosowany już od trzech dekad, a jednak cały czas istnieją tu sieci polowe!

Jak dzisiaj wygląda Wasza sprzedaż, w tym jeżeli chodzi o urządzenia do sieci bezprzewodowych?

O ile dawniej sprzedawaliśmy najwięcej switchy niezarządzalnych, obecnie dostarczamy więcej wersji zarządzanych. Z moich obserwacji wynika, że na plus zadziałało to, że wcześniej mieliśmy własny firmware, własne protokoły dla switchy zarządzanych, dodatkowo od kilku lat dysponujemy zaawansowanymi chipsetami. W efekcie konfiguracja naszych urządzeń jest podobna do branżowych standardów takich jak Cisco. Jeśli odbiorca miał wcześniej cokolwiek wspólnego z jakąkolwiek administracją sieci, to bez problemu skonfiguruje nasze switche.

Jeśli chodzi o komunikację bezprzewodową, mamy kilkanaście różnych access-pointów, routerów, w rozmaitych standardach, niebawem też będą w standardzie Wi-Fi 6. Co ciekawe, największym powodzeniem cieszą się urządzenia najprostsze – np. małe punkty dostępowe 2,4 GHz. Jednocześnie obserwuję spadek popularności sieci Bluetooth oraz rozwiązań bazujących np. na LoRa. Również obszar związany z USB 3.0 właściwie w ogóle się nie rozwinął w ciągu ostatniej dekady. Oferujemy huby USB 3.0 czy dodatkowe porty, ale nie ma tu specjalnych zmian. Dużo sprzedajemy natomiast różnego rodzaju konwerterów sieci ze światłowodu na Ethernet miedziany, a także wiele iniektorów PoE.

Konkurencyjność na rynku i znane marki

Finalnie przedstawiamy kilka słów o firmach działających w branży. Wśród nich są zarówno producenci oraz dystrybutorzy urządzeń automatyki i sterowania, jak też podmioty specjalizujące się w sieciach komunikacyjnych i pokrewnych obszarach. Ich omówienia dokonywaliśmy już kilka razy i zasadniczo niewiele się tu zmienia. Również oceny konkurencji w branży w stosunku do wyników z poprzednich badań są bardzo podobne. W bieżącym badaniu 59% osób uznało ten rynek za silnie konkurencyjny. Niewątpliwie komponenty sieciowe stosunkowo łatwo jest dodawać do oferty dystrybucyjnej, występuje ich duża podaż ze strony różnorodnych producentów, przez co bariery wejścia na rynek są stosunkowo niskie.

Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami przemysłowych urządzeń sieciowych

Jaki jest ranking rozpoznawalności marek? W branży popularnością cieszą się produkty firm branżowych, wytwarzających urządzenia przeznaczone stricte do przemysłu i pokrewnych zastosowań profesjonalnych – np. transportowych czy infrastrukturalnych. Na czele zestawienia znalazła się tajwańska Moxa, która oferuje szeroki asortyment komponentów z omawianego zakresu. Kolejne miejsca zajęły: Siemens, Cisco, Advantech, Hirschmann, Murrelektronik, Antaira oraz Phoenix Contact. I jest to również sytuacja powtarzająca się, a wyniki są zbieżne z dotychczas podawanymi.