Czujniki zbliżeniowe i optyczne

Sektor związany z produkcją i dystrybucją czujników zbliżeniowych analizujemy już od kilkunastu lat, co daje możliwość dobrej obserwacji trendów w nim występujących. W 2019 roku branża ta znajduje się prawdopodobnie na górce koniunkturalnej, zaś sytuacja na rynku oceniana jest bardzo dobrze.

Dostawcy wskazują na duże zapotrzebowanie ze strony przemysłu produkcyjnego oraz maszynowego - głównych odbiorców czujników, a także z innych rynków. W branży popularyzują się też nowości, takie jak czujniki inteligentne oraz komponenty z interfejsami IO-Link.

Jakie czujniki i ich aplikacje?

Koniunktura na polskim rynku czujników zbliżeniowych

Omawiane w analizie produkty to kilka grup czujników, z których najpopularniejszymi są wersje indukcyjne oraz fotoelektryczne. Te pierwsze wykorzystywane są do wykrywania elementów metalowych, zaś obszarem ich najczęstszego użycia pozostają maszyny i systemy automatyzacji.

Czujniki takie charakteryzują się kilkumilimetrowymi strefami roboczymi i są zwykle wytwarzane w odpornych środowiskowo cylindrycznych obudowach. Są one również dostępne w wielu wersjach specjalnych - np. do zastosowań w transporcie czy systemach spawalniczych.

Dostawcy czujników zbliżeniowych i fotoelektrycznych

Elementy fotoelektryczne (optyczne) cechują się z kolei większą uniwersalnością, ale są też droższe niż te poprzednio omawiane. Na rynku dostępne są wersje wykorzystujące promieniowanie świetlne o różnej długości fali (światło podczerwone, ew. z zakresu widzialnego), różniące się budową i zasadą działania (czujniki typu odbiciowego, refleksyjnego, bariery i wersje szczelinowe). Szczególną ich odmianą są wykonania laserowe.

Czujniki optyczne wykorzystywane są w przemyśle do detekcji i pomiarów na różnych odległościach. W przypadku niewielkich dystansów wykrywane mogą być elementy maszyn, wytwarzane i transportowane towary, opakowania, itd.

Omawiane komponenty służą też do zliczania oraz określania pozycji przedmiotów i ich cech fizycznych. Dla większych zakresów pomiarowych (liczonych w metrach) obszarami aplikacyjnymi są np. kontrola przejść i drzwi w pojazdach oraz windach czy też zastosowania w monitoringu i systemach bezpieczeństwa.

Elementy zbliżeniowe to również czujniki działające na innych zasadach niż omówione. Przykładem są wersje pojemnościowe - wykorzystywane m.in. do wykrywania materiałów niemetalowych, cieczy, a także substancji sypkich i do pomiarów ich poziomu. Do detekcji oraz określania odległości wykorzystywane są również czujniki ultradźwiękowe.

Sprawdzają się one szczególnie w określaniu poziomów cieczy oraz wykrywaniu obiektów na średnich i krótszych dystansach. W zestawieniu należy też uwzględnić czujniki magnetyczne, które są popularne w przypadku systemów kontroli dostępu oraz w zastosowaniach związanych z siłownikami. Ich cechą szczególną jest możliwość wykrywania obiektów magnetycznych przez ścianki (np. aluminiowe oraz z tworzyw sztucznych).

Szymon Gumółka

Balluff

Kim są odbiorcy czujników zbliżeniowym? Jakie są najpopularniejsze produkty?

Ze względu na swoją uniwersalność prym wiodą czujniki zbliżeniowe i optoelektronicznie. Równocześnie generujemy znaczne wzrosty w bardziej wyspecjalizowanych branżach - przykładowo dostarczając specjalistyczne rozwiązania do aplikacji spożywczych czy spawalnictwa. Niezwykle dynamicznie rozwijającym się obszarem jest ten związany z czujnikami inteligentnymi wyposażonymi w interfejs IO-Link.

Głównym odbiorcą na rynku krajowym pozostaje branża automotive - trend ten utrzymuje się zarówno wśród producentów maszyn, jak i odbiorców końcowych. Po stronie dostawców konkurencja jest silna, ale zauważamy, że na decyzje zakupowe wpływ ma nie tylko cena, ale na znaczeniu zyskuje umiejętność trafnej pomocy w doborze odpowiedniego do potrzeb rozwiązania czy szkolenia kadr. Nawet w obszarach podstawowej sensoryki istnieje ogromna potrzeba dzielenia się wiedzą.

Jak tworzyć ofertę w zakresie czujników? Jakie są trendy na rynku?

Coraz większe zainteresowanie klientów Przemysłem 4.0 bardzo nas, jako zaangażowanych w ten obszar od lat, cieszy i dopinguje do dalszej pracy nad ofertą, ale przede wszystkim nad gotowymi rozwiązaniami, z których i na których skorzystać mogą nasi odbiorcy.

Szerokie portfolio jest niezbędne, aby zaspokoić różnorodne potrzeby rynku. Dobrze to rozumiemy i tylko w ciągu ostatniego roku wprowadziliśmy na rynek kilka nowych grup czujników, jak choćby czujniki przepływu czy temperatury. Jednocześnie coraz więcej projektów budowanych jest na bazie koncepcji Przemysłu 4.0 i to tam najczęściej oferujemy rozwiązania bardziej wysublimowane, oparte na inteligentnych rozwiązaniach pozwalających użytkownikom osiągnąć jeszcze więcej korzyści.

Więcej o zastosowaniach czujników

Odpowiedzi na pytanie o to, czy produkcja lub dystrybucja czujników może stanowić podstawę działalności przedsiębiorstwa na rynku

Czujniki takie jak omawiane kojarzą się głównie z aplikacjami przemysłowymi - i jest to jak najbardziej słuszna asocjacja, bowiem sektor ten jest ich głównym odbiorcą. Analizując zebrane w badaniu dane, można zauważyć, że istotność przemysłu maszynowego oraz, w mniejszym stopniu, branży produkcyjnej była w przedstawianym okresie praktycznie bez zmian.

Czujniki wykorzystywane są tu przede wszystkim do detekcji i pomiarów elementów, zapewniania informacji o stanie pracy maszyn, przetwarzaniu surowców i do innych zadań. Na wysokim miejscu listy pozostają cały czas: sektor spożywczy, przemysł ciężki oraz motoryzacja. Istotne są też, szczególnie dla oferentów podzespołów fotoelektrycznych, aplikacje windowe oraz związane z podnośnikami.

Popyt na czujniki tworzą zarówno wymogi związane z "klasyczną" automatyzacją maszyn i linii technologicznych, jak też rosnące potrzeby pozyskiwania informacji i cyfryzacji systemów produkcyjnych. Można sądzić, że ostatni z trendów, który powiązać można z rozwojem koncepcji Industry 4.0, będzie dodatkowo zwiększał popyt na elementy inteligentne, tj. z możliwością przetwarzania sygnałów i przesyłania danych w sieciach komunikacyjnych.

Czujniki umożliwiają specjalizację

Odpowiedzi na pytanie o to, na czym zarabia się w omawianej branży

Branżę czujników zbliżeniowych charakteryzuje duża stabilność, jeżeli chodzi o zastosowania tych produktów i rynki końcowe. Chociaż czujniki to zwykle elementy większej oferty handlowej, zdaniem blisko połowy respondentów ich sprzedaż stanowić może podstawę działalności firmy.

Jest tak prawdopodobnie dlatego, że na rynku istnieje wiele nisz pod względem aplikacyjnym, a klienci mają nieraz nietypowe wymogi - czy to względem cech samych podzespołów, czasów dostawy, czy też dodatkowych funkcji. Innymi słowy - czujniki umożliwiają specjalizację.

Jednocześnie tytułowe produkty sprzedają się przede wszystkim samodzielnie - jedynie co czwarty z nich dostarczany jest jako element większego systemu lub kompletacji. Czujniki to w dużej części komponenty analogowe, ewentualnie dające na wyjściu sygnał binarny.

Są one standardowymi podzespołami, które są podłączane do dalszych urządzeń (liczniki, wskaźniki, sterowniki, itd.), za co zwykle odpowiada już integrator systemu lub producent maszyny / linii technologicznej. Jako elementy mające bezpośredni kontakt "z procesem" i wystawione na działanie zmiennych warunków środowiskowych, czujniki mogą też ulegać awariom znacznie częściej niż inne elementy maszyn. Stąd też są one również nabywane na potrzeby utrzymania ruchu i serwisowe.

Ważenie i dozowanie

Wymienione zadania są istotne podczas produkcji, pakowania i transportu towarów w wielu gałęziach przemysłu. Takimi są m.in. branża spożywcza, chemiczna oraz farmaceutyczna. Szybkość tych procesów ma wpływ na wydajność produkcji, zaś od dokładności zależy zgodność ilości produktu z informacją podaną na jego opakowaniu, smak w przypadku żywności, a także... zdrowie kupującego leki.

W pierwszej części artykułu poświęconego omawianym zagadnieniom przedstawiony został przegląd rozwiązań w zakresie realizacji zadań ważenia.

Z kolei w drugiej omówiono metody dozowania, urządzenia z tym związane oraz sposoby automatyzacji takich procesów.

Popularne komponenty

Sposoby sprzedaży czujników zbliżeniowych

W tej grupie firm dostarczających czujniki są zarówno polskie przedsiębiorstwa produkcyjne, dystrybutorzy lokalni, jak też spora grupa podmiotów zagranicznych mających u nas swoje przedstawicielstwa. Chociaż wyroby takie jak omawiane dosyć łatwo jest dołączyć do oferty handlowej, większość ich dostawców przemysłowych to firmy ściśle związane z tą branżą. Są to często również oferenci różnorodnych komponentów i systemów automatyki.

Grupa liderów branży czujników zbliżeniowych jest już od lat dosyć niezmienna. W przypadku elementów indukcyjnych takimi przedsiębiorstwami są: Balluff, Sick i Turck, a także Omron, Pepperl+ Fuchs oraz ifm electronics.

Szczególnie dwa pierwsze zostały sklasyfikowane na wysokich miejscach statystki popularności, uzyskując przynajmniej dwukrotnie większą liczbę wskazań niż pozostałe firmy. Oprócz japońskiego Omrona są one firmami niemieckimi, wszystkie mają długie tradycje działalności na rynkach globalnych. W ich ofertach znaleźć można zarówno czujniki przemysłowe, systemy wizyjne, jak też różnorodne produkty z zakresu sensoryki oraz transmisji danych / energii.

Branże będące najbardziej perspektywicznymi odbiorcami omawianych czujników

Jeżeli chodzi o obszar produkcji czujników fotoelektrycznych, to gros liderów tego rynku jest analogiczne do powyżej wymienionych, choć nieco inaczej wygląda czołówka. Absolutnie najpopularniejszą marką jest Sick, kolejne dwa miejsca zajęły Balluff i Omron, zaś na czwartym sklasyfikowana została firma ifm electronics.

W statystyce pojawiło się też trochę przedsiębiorstw innych niż wcześniej omawiane. Wiele z nich to podmioty oferujące znacznie więcej niż tylko czujniki - przykładowo też czytniki kodów kreskowych/QR, komponenty sieciowe, systemy RFID, a także produkty z zakresu automatyki.

O ile w zestawieniach nie ma większych zmian w stosunku do stanu sprzed kilku lat, o tyle warto zwrócić uwagę na pojawiających się w nich producentów lokalnych. Takimi są dwie firmy z Warszawy, którymi są Sels i TWT Automatyka. Przedsiębiorstwa działają na rynku już od kilku dekad, specjalizując się w produkcji i dystrybucji czujników na potrzeby przemysłu i innych odbiorców.