Produkcja maszyn (OEM)

Sterowniki i kontrolery przemysłowe

Sterowniki programowalne to nieodłączna część świata automatyki przemysłowej, zaś popyt na nie niezmiennie się utrzymuje. Które branże w Polsce będą wykazywały największe zainteresowanie tymi urządzeniami? Które są ich potencjalnie największymi odbiorcami? Od odpowiedzi na te pytania rozpoczynamy pierwszą z analiz publikowanych w IRA 2024. W opracowaniu również m.in.: opis wymogów klientów odnośnie do sterowników, przedstawienie nowości technologicznych w branży oraz rozwiązań alternatywnych do PLC.

Które branże będą wykazywały największe zainteresowanie sterownikami programowalnymi? Taką na pewno jest spożywcza, gdzie sterowniki służą do kontroli i automatyzacji procesów produkcyjnych. Drugim, niezmiennie perspektywicznym sektorem, jest ten zrzeszający firmy wytwarzające maszyny. W ich przypadku PLC stanowią centralne elementy tworzonych systemów sterowania i kontroli. Mówiąc o ważnych zastosowaniach, naturalnie należy też wskazać obszar motoryzacyjny, gdzie sterowniki programowalne wykorzystywane są do sterowania procesami produkcyjnymi oraz kontroli działania różnorodnych innych systemów – np. związanych z transportem wewnętrznym.

Kolejną branżą, która może przyczynić się w Polsce do wzrostów sprzedaży sterowników programowalnych, jest energetyka, w której PLC wykorzystuje się do sterowania pracą podsystemów elektrowni, systemów przetwarzania energii i innych. W perspektywie najbliższych lat coraz większe znaczenie będą miały też sektory związane z OZE oraz zastosowaniami infrastrukturalnymi / transportowymi. Oprócz wymienionych rynków duży potencjał dla PLC mają też: branża farmaceutyczna, opakowaniowa, chemiczna oraz petrochemiczna. W tych sektorach sterowniki programowalne służą do kontroli i automatyzacji procesów produkcyjnych oraz zapewnienia bezpieczeństwa prowadzenia procesów produkcyjnych.

W zestawieniu odpowiedzi, podobnie jak w poprzednich badaniach, tworzy się tzw. długi ogon. Chodzi o dużą liczbę i różnorodność potencjalnych aplikacji, co potwierdza fakt uniwersalności sterowników. Wskazuje to również na to, że PLC jeszcze przez długi czas będą pozostawały popularnymi, bazowymi elementami aplikacji automatyki – i to nie tylko przemysłowej.

Potrzeby i wymogi odbiorców

Według badań ponad 65% respondentów uważa niezawodność i bezawaryjność za jedną z najważniejszych cech sterowników programowalnych. Nie dziwi to, zważywszy na fakt, że sterowniki programowalne stanowią rdzeń wielu systemów automatyki i sterowania. Kolejną ważną cechą jest cena zakupu, którą wskazało aż 73% respondentów. PLC stanowią kluczowe elementy systemów sterowania i kontroli, warunkując działanie maszyn i urządzeń technologicznych. Z tych powodów muszą one pracować bezawaryjnie – i to w kontekście długiego, wieloletniego okresu użytkowania. Jeżeli zaś chodzi o aspekt cenowy, to dotyczy on w szczególności systemów ze sterownikami modułowymi, które są rozbudowywane przez moduły we/wy i inne.

Trzecie miejsce statystyki zajęło wskazanie marki, podobnie dużo osób zaznaczyło kwestie łatwości programowania. Do tej kategorii zaliczyć można też dostępność funkcjonalnych, intuicyjnych w użyciu narzędzi programistycznych. Jeżeli zaś chodzi o markę, to kategoria ta jest o tyle specyficzna, że w wielu aplikacjach dobór urządzenia jest często określony z góry, zaś odbiorca korzysta z tego, co zapisano na liście referencyjnej. Ważne miejsce zajęło wreszcie wskazanie dotyczące obsługi interfejsów komunikacyjnych. Można tutaj zaobserwować wzrost w stosunku do poprzednich badań, co niewątpliwie jest pochodną procesów cyfryzacji zachodzących w branży automatyki przemysłowej.

Nowości technologiczne

O nowości na rynku pytamy przy okazji każdego badania i tym razem uzyskaliśmy tutaj bardzo wiele wskazań, które zebraliśmy w postaci listy z krótkimi komentarzami. Zdaniem respondentów trendami w branży PLC są dzisiaj:

• Rozwój możliwości komunikacyjnych, rozwój IIoT (Industrial Internet of Things) – sterowniki zapewniają coraz większe możliwości wymiany danych z wykorzystaniem różnych protokołów komunikacyjnych, w szczególności Industrial Ethernet, co pozwala na łatwiejsze zbieranie i przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym.
• Integracja – coraz łatwiejsza integracja różnych systemów i urządzeń umożliwia bardziej kompleksową kontrolę procesów produkcyjnych. Respondenci wskazywali tutaj zarówno integrację HMI z PLC, jak też łączenie sterowników z innymi urządzeniami (np. z obszaru systemów wizyjnych). W szczególności jednak często wskazywane były HMI, dzięki którym możliwa jest kontrola i monitorowanie pracy maszyn oraz urządzeń, sterowanie nimi, a także łatwe przetwarzanie i prezentowanie danych operatorowi.
• Praca jako urządzenia krawędziowe – przetwarzanie informacji bezpośrednio w urządzeniu pozwala na bardziej efektywną transmisję, analizę i zarządzanie danymi w procesach produkcyjnych.
• Funkcje Motion – sterowniki zapewniają większe możliwości sterowania ruchem i funkcjonalność Motion Control. Jest to szczególnie pożądane w przypadku ich wykorzystania w maszynach.
• Wzrost wykorzystania chmury obliczeniowej – użycie rozwiązań chmurowych pozwala na przechowywanie i przetwarzanie danych w sposób bardziej efektywny, elastyczny i skalowalny, zaś sterowniki coraz częściej mają funkcje zapewniające możliwość bezpośredniej wymiany danych z chmurami obliczeniowymi.
• Programowanie językami wysokiego poziomu – oprócz standardowych języków programowania (IEC 61131-3), w branży PLC coraz szerzej zapewniane są możliwości wykorzystywania języków wysokiego poziomu, co zbliża sterowniki do kontrolerów automatyki i platform PC.
• Konteneryzacja – wykorzystanie technologii umożliwiającej tworzenie i uruchamianie aplikacji w izolowanych środowiskach.
• Rozwój sztucznej inteligencji – umożliwia wykorzystanie sieci neuronowych w sterownikach programowalnych do analizy i przetwarzania danych, m.in. w celu wykrywania anomalii w procesach produkcyjnych.
• Agregowanie danych, lepsze alarmowanie – sterowniki mają większe możliwości w zakresie agregowania oraz przetwarzania danych. Jeżeli chodzi o alarmowanie, to dostawcy wskazali na skuteczniejsze funkcje alarmowe i powiadamiania o sytuacjach nietypowych.
• Bezpieczeństwo – sterowniki programowalne zapewniają coraz wyższy poziom bezpieczeństwa, zarówno jeżeli chodzi o bezpieczeństwo procesów (redundancja), jak też cyberbezpieczeństwo.
• Wsparcie dla MQTT – protokół ten jest coraz popularniejszy w odniesieniu do PLC, zwłaszcza w kontekście IoT oraz Industry 4.0, gdzie dane muszą być wymieniane pomiędzy różnymi urządzeniami i systemami.
• Zdalne sterowanie, zdalny dostęp – trend ten wiąże się z komunikacją i dotyczy zapewniania możliwości zdalnego monitoringu oraz kontroli systemów. Jest to szczególnie pożądane przez producentów maszyn.

Trendy rozwojowe w dziedzinie PLC, podsumowując, obejmują wiele różnych obszarów, takich jak bezpieczeństwo, integracja, IoT, przetwarzanie danych czy komunikacja z chmurą obliczeniową. Wraz z rosnącym postępem technologicznym sterowniki PLC również stają się coraz bardziej zaawansowane, ale też elastyczne. Sprzyja temu również wykorzystanie w tej dziedzinie technologii cyfrowych oraz rozwiązań znanych z branży IT. W efekcie kolejne generacje PLC – nawet tych kompaktowych – zapewniają coraz większe możliwości obliczeniowe i aplikacyjne.

Co zamiast sterowników programowalnych?

Rozwojowi PLC towarzyszy już od wielu lat ewolucja innych urządzeń i systemów, w szczególności komputerów przemysłowych. Urządzenia te mogą być programowane w językach wysokiego poziomu, pozwalają na akwizycję dużych ilości danych, ich przetwarzanie oraz transmisję. IPC mogą też być łatwo rozbudowywane o dodatkowe interfejsy, moduły funkcjonalne oraz pamięć, co pozwala na ich stosowanie w różnych aplikacjach w przemyśle, energetyce czy transporcie. Drugą z ważnych grup urządzeń są kontrolery automatyki, czyli PAC. Jest to grupa urządzeń umiejscawianych pośrednio między PLC i IPC, biorąc pod uwagę cechy oraz funkcjonalność. Są one w praktyce wielofunkcyjnymi platformami sterowania i kontroli.

Dostawcy sterowników niezmiennie rozwijają funkcjonalność swoich produktów, tak aby sprostać wymaganiom rynku. Obecne PLC są urządzeniami o dużych możliwościach komunikacyjnych i obliczeniowych, a jednocześnie zachowują cechy, za które zawsze były cenione – odporność, niezawodność i elastyczność rozbudowy. Są one również kompaktowe, zaś znajomość ich programowania jest powszechna wśród automatyków. Nawet jeżeli są zastępowane przez inne technologie, to tylko w części aplikacji – przykładem jest wykorzystanie popularnych przekaźników programowalnych w prostszych aplikacjach sterowania. Tak też stwierdziła przeważająca (84%) liczba respondentów.

 

Najpopularniejsze zdaniem dystrybutorów marki sterowników sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

 

Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami PLC i podobnych produktów

Sterowniki są coraz częściej integrowane z innymi urządzeniami. Przykładowo mogą być wbudowywane w serwonapędy i układy sterowania ruchem czy też łączone z HMI. Szczególnie to ostatnie – dostępność sterowników zintegrowanych z panelami – już od lat wpływa na rynek, zaś urządzenia te znajdują wielu nabywców. Nadają się one doskonale do tworzenia kompaktowych systemów sterowania, choćby w maszynach. Według 30% respondentów rośnie na nie popyt, również 30% dostawców uznało, że popularyzują się w części aplikacji – w tych mniej złożonych. Wyniki te są nieco słabsze niż w poprzednich badaniach, ale wpisują się w trend długoterminowy. Jednocześnie aż 40% osób uznało, że PLC stanowią jedynie uzupełnieniem oferty. Sterowniki są ponadto integrowane z modułami do komunikacji bezprzewodowej. Według ankietowanych istnieje grupa aplikacji, takich jak przykładowo te w sektorze wod-kan i instalacjach rozproszonych, gdzie tego typu urządzenia są najbardziej popularne. Tak odpowiedziało ponad 50% osób, jednocześnie reszta stwierdziła inaczej.

Panele operatorskie

Panele operatorskie to urządzenia o wieloletniej historii obecności rynkowej, których parametry i funkcjonalność z roku na rok rosną. Nowoczesne HMI zapewniają m.in. możliwości wyświetlania grafik wysokiej jakości, funkcjonalność wielodotykową i bezprzewodową łączność. Ułatwia to sterowanie maszynami, dostęp do informacji, w tym zdalny, a także analizę potencjalnych problemów – również pod kątem predykcyjnego utrzymania ruchu. Przedstawiamy analizę zawierającą opis trendów technologicznych i możliwości omawianych urządzeń.

Ankietowani przez nas dostawcy do najważniejszych cech paneli operatorskich zaliczyli: parametry techniczne, w tym interfejsy i możliwości komunikacyjne, oraz atrakcyjne ceny. Istotne były też: długotrwała współpraca z dostawcą, dobra obsługa posprzedażowa, wydajność obliczeniowa oraz parametry wyświetlaczy. Do szczegółów najmniej wpływających na wybory podejmowane przez klientów należą dzisiaj: certyfikaty urządzeń oraz funkcja wielodotykowości interfejsu, którą wskazali bardzo nieliczni respondenci.

 

Popyt na poszczególne rodzaje urządzeń

Rosnące możliwości współczesnych HMI

Wiele z obecnie oferowanych HMI to urządzenia mające wszystkie wymagane funkcje zintegrowane – zarówno od strony sprzętowej, jak i programowej. Dzięki temu są gotowe do pracy bez konieczności upgrade’ów i dodawania do nich oprogramowania. W efekcie użytkownicy mogą korzystać z jednego urządzenia zamiast z wielu. Tego typu interfejsy zapewniają m.in. możliwość wyświetlania złożonych danych w czasie rzeczywistym, takich jak OEE maszyny, pokazując operatorom przyczyny usterki, a także podpowiadając, co należy zrobić, aby tę usterkę usunąć. Są to także urządzenia pozwalające łączyć się z innym sprzętem oraz wymieniać z nim informacje.

Istotna dla przyszłości paneli HMI jest zwłaszcza poprawa użyteczności ułatwiająca analizowanie problemu przez użytkownika. Obecnie, zamiast sygnalizacji migotaniem lampki ostrzegawczej, projektanci systemów mogą wyświetlać obraz konkretnej maszyny, której dotyczy awaria i umieszczać na ekranie HMI wskaźnik dokładnie w miejscu, w którym ma miejsce usterka. Mogą też wyświetlać poszczególne kroki, instruując operatorów, co należy zrobić, aby usunąć usterkę. Często nawet dla mniej doświadczonego operatora instrukcje te mogą być wystarczające, by samodzielnie rozwiązać problem szybko na miejscu, bez konieczności wzywania serwisu, który zająłby się naprawą.

 

Najważniejsze dla klientów cechy HMI

Ekrany wielodotykowe

Multi-touch, czyli "wielokrotny dotyk", jest techniką umożliwiającą kontrolowanie obiektów na ekranach różnych urządzeń, w tym m.in. HMI, dwoma lub więcej palcami jednocześnie. Urządzenia rejestrują dotknięcie ekranu w wielu miejscach, a wykorzystanie wielodotyku powala na wykonywanie gestów – na przykład powiększenia ekranu w danym miejscu.

Multi-touch może być zrealizowane na kilka sposobów. Jednym z nich jest dotyk rezystancyjny oparty na nacisku opuszków palców lub innych obiektów. Technologia ta początkowo wspierała wyłącznie możliwość realizacji jednopunktowego dotyku, ale została zaadaptowana do realizacji funkcji multi-touch. Ekran tego rodzaju ma prostą wewnętrzną budowę składającą się ze szklanej płaszczyzny z błoną wierzchniej warstwy rozdzieloną cienką przerwą, w której znajdują się przezroczyste elektrody. Naciśnięcie powierzchni ekranu powoduje zwarcie elektrody wierzchniej warstwy z elektrodą szklanego ekranu, co umożliwia przepływ prądu. W panelach operatorskich i komputerach panelowych wykorzystanie dotyku oporowego możliwe jest dzięki zastosowaniu folii poliestrowej PET. Materiał ten jest bardzo wytrzymały na ścieranie i rozciąganie. Cechuje go przy tym także doskonała stabilność zachowania wymiarów, mała absorpcja wilgoci, możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur oraz doskonała odporność na promieniowanie UV.

 

Najpopularniejsze zdaniem dystrybutorów marki komputerów przemysłowych sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Innym typem ekranów wielodotykowych są ekrany pojemnościowe, gdzie dotyk wykrywany jest dzięki przewodnictwu elektromagnetycznemu zamiast nacisku. Elektrody w tych ekranach umieszczane są w rogach podłoża, do którego przykładane jest napięcie generujące na całym panelu jednolite pole elektryczne. Identyfikacja współrzędnych miejsca dotknięcia ekranu palcem realizowana jest na podstawie pomiaru zmian pojemności mierzonej w narożnikach ekranu. Wykorzystanie przewodnictwa do wykrywania sygnałów dotykowych zwiększa szybkość reakcji i idealnie nadaje się do stosowania z przedmiotami, które mają właściwości przewodzące – takimi jak opuszki palców lub rękawiczki przewodzące. Dzięki technologii pojemnościowej można rejestrować wiele punktów dotyku oraz różne gesty potrzebne do wykonania zaawansowanych funkcji.

Do realizacji funkcji ekranu wielodotykowego wykorzystana może być także m.in. technologia bazująca na podczerwieni lub falach akustycznych. Współpracujące z ekranami wielodotykowymi oprogramowanie ułatwia interakcję personelu z danymi. Dzięki tym rozwiązaniom można korzystać z gestów dotykowych – na przykład do przewijania danych i prostszej zmiany stron w instrukcjach dla operatorów.

 

Sytuacja na rynku w kolejnych latach

Komunikacja bezprzewodowa i protokół MQTT

Panele operatorskie i komputery panelowe coraz częściej wyposażone są w komunikację bezprzewodową oraz MQ Telemetry Transport (MQTT) – standardowy protokół przesyłania wiadomości, wprowadzony przez OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) na potrzeby Internetu Rzeczy (IoT). Służy on do przesyłania komunikatów w połączeniach zdalnych urządzeń w sieciach o minimalnych przepustowościach. MQTT wykorzystywany jest w wielu obszarach, takich jak motoryzacja, produkcja, telekomunikacja, wydobycie oraz transport ropy i gazu itp. Protokół zapewnia większą niezawodność dzięki ograniczeniu prędkości transmisji i w konsekwencji idealnie sprawdza się przy połączeniach maszyna-maszyna, w Internecie Rzeczy (IoT), w urządzeniach mobilnych oraz wszędzie tam, gdzie wymagana jest oszczędność przepustowości oraz energii. Coraz częściej protokół ten stosowany jest w urządzeniach HMI.

Podczas transmisji każdy z klientów łączy się z brokerem, a następnie subskrybuje tzw. temat. Może także publikować informacje na dany temat. W momencie, gdy klient opublikuje informację na dany temat – pozostali klienci, którzy subskrybują ten temat otrzymują ją. MQTT pozwala także na przesyłanie wiadomości między urządzeniem a chmurą oraz między chmurą i urządzeniem. Protokół ułatwia szyfrowanie wiadomości przy użyciu TLS i nowoczesnych protokołów uwierzytelniania, takich jak OAuth.

Wysoki stopień ochrony

Coraz więcej urządzeń HMI spełnia standardy szczelności i odporności na warunki środowiskowe (IP65 i wyższe). Cyfra pierwsza w oznaczeniu, czyli 6, gwarantuje ochronę przed jakimkolwiek dotknięciem części niebezpiecznych oraz pełną ochronę pyłoszczelną, natomiast druga cyfra – ochronę przed strugą wody o intensywności 12,5 l/min kierowaną na urządzenie z każdej strony. Z każdym rokiem przybywa także paneli HMI i komputerów wyposażonych w funkcje podtrzymywania zasilania (UPS).

 

Popularne zastosowania HMI

Migracja do cienkich klientów i komunikacja z usługami chmurowymi

W przeciwieństwie do standardowego urządzenia, cienki klient to uproszczona maszyna, która do uruchamiania programów i wykonywania zadań użytkownika wykorzystuje software znajdujący się na serwerze. Cienki klient łączy się z serwerem za pośrednictwem sieci, co oznacza, że nie potrzebuje w pełni funkcjonalnego dysku twardego. Często zdarza się, że cały zestaw cienkich klientów podłączony jest do tego samego serwera lub grupy serwerów. Pojedyncze urządzenie końcowe ma bardzo niewiele mocy obliczeniowej. Taka konstrukcja cienkiego klienta zapewnia wiele korzyści zarówno od strony ekonomicznej, jak i dodatkowych funkcjonalności. Są to:

• Oszczędności kosztów – zakup kilku urządzeń wyposażonych w cienkiego klienta, z uproszczonym wyposażeniem będzie tańszy niż urządzeń z pełną funkcjonalnością. Łatwe zarządzanie oznacza również mniejsze wydatki na zasoby informatyczne potrzebne do skonfigurowania cienkiego klienta.
• Oszczędność energii – cienkie klienty wykorzystują zasilacze o niskiej mocy. W większości przypadków stosowane jest tam pasywne chłodzenie.
• Uproszczone zarządzanie – zarządzając grupą cienkich klientów z jednego serwera, łatwiej jest nimi zarządzać i aktualizować oprogramowanie wprowadzając między innymi poprawki bezpieczeństwa.
• Wyższa elastyczność – mniejsze, lżejsze i prostsze w konstrukcji urządzenia łatwiej jest przenosić w kolejne miejsca i znaleźć im nową lokalizację w przypadku zaistnienia takiej potrzeby.
• Łatwość dostępu do chmury – ponieważ cienkie klienty z zasady komunikują się poprzez sieć, łatwiej jest je także połączyć z chmurą, co ułatwia składowanie danych, przekazywanie ich do innych systemów oraz zabezpiecza przed utratą gromadzonych tam informacji na skutek awarii.

Odbiorcy systemów HMI coraz częściej zdają sobie sprawę z zalet scentralizowanej architektury w aplikacjach każdego rodzaju i każdej wielkości. Podejście to pozwala wykorzystać jeden serwer do dostarczania oprogramowania do terminali cienkiego klienta, na urządzenia mobilne i przemysłowe komputery PC w całym zakładzie. Scentralizowana architektura HMI zmniejsza liczbę systemów w hali produkcyjnej, upraszcza ich aktualizację i konserwację, co pomaga obniżyć ryzyko przestojów.

Dostęp z wykorzystaniem urządzeń mobilnych

Finalnie warto wskazać na kwestie współpracy z urządzeniami mobilnymi, które stają się coraz ważniejsze. Nowoczesne oprogramowanie HMI zmienia smartfony i tablety w interfejsy operatora. Dostęp do danych pochodzących z określonej lokalizacji w zakładzie lub w terenie może nastąpić po wprowadzeniu identyfikatora miejsca do aplikacji lub po zeskanowaniu kodu QR.

Jednocześnie na znaczeniu zyskuje bezpieczeństwo coraz bardziej scentralizowanych systemów HMI. Współczesne rozwiązania zapewniają konfigurowanie zakresu dostępu dla poszczególnych grup użytkowników wraz z uprawnieniami ograniczanymi do wybranych zasobów. Systemy te wyposażone są także w mechanizmy uwierzytelniania wieloskładnikowego w czasie nawiązywania połączeń mobilnych opartych na lokalizacji.

Więcej o HMI

W zeszłorocznym wydaniu IRA w analizie dotyczącej paneli operatorskich pisaliśmy m.in. o rynku krajowym, ważnych trendach i działających tutaj dostawcach. Osoby zainteresowane pogłębieniem wiedzy na ten temat zapraszamy do lektury analizy w IRA 2023 oraz do śledzenia raportów publikowanych w magazynie APA i na stronie www.automatykaB2B.pl.

Elementy wykonawcze, pneumatyka, hydraulika

Na polskim rynku branżowym związanym z elementami wykonawczymi działa kilkudziesięciu znanych producentów i dystrybutorów. Grupa ta jest od lat w miarę stała, zaś przedsiębiorstwa zapewniają szeroką gamę produktów standardowych, podzespoły wytwarzane na zlecenie oraz ofertę usług. Często też specjalizują się w jednej lub kilku grupach siłowników oraz produktów z nimi powiązanych. Jednocześnie działają na różniących się od siebie rynkach końcowych – zarówno pod względem klientów, jak też wielkości i tempa rozwoju.

 

Główniodbiorcy produktów oferowanych przez firmy branżowe; wartości procentowe dotyczą bieżącego badania

Trzy rodzaje siłowników

Elementami wykonawczymi prawdopodobnie najczęściej wykorzystywanymi do zadań automatyzacji produkcji są siłowniki pneumatyczne. Stosowane są one w aplikacjach związanych z przemieszczaniem produktów (handling), ich sortowaniem, pakowaniem i w wielu innych, w szczególności w obszarze produkcji dyskretnej. Obejmuje to branże takie jak: spożywcza, opakowaniowa, motoryzacyjna, pojazdów szynowych oraz produkcji maszyn (OEM).

Użycie sprężonego powietrza pozwala na generowanie sił z relatywnie dużego zakresu, wykonywanie ruchów z dużymi prędkościami i na odległości pokrywające większość typowych zastosowań związanych z automatyzacją produkcji. Same siłowniki cechuje też w miarę prosta budowa oraz możliwość pracy w różnych warunkach środowiskowych. Dodatkowo są one szeroko rozpowszechnione w obszarach wymagających zachowania wysokiego poziomu czystości, a także dostępne w wersjach specjalnych.

 

Czynniki decydujące o wyborze siłowników i zaworów przez polskich klientów; wartości procentowe dotyczą bieżącego badania

Jeżeli chodzi o przemysł ciężki i maszyny takie jak prasy, podnośniki, dźwigi, itp., to dominują tutaj elementy hydrauliczne. Sprężony olej pozwala na wytwarzanie bardzo dużych sił roboczych, co jest niezbędne również w maszynach roboczych i pojazdach specjalnych, a także konieczne w licznych zastosowaniach we wspomnianym przemyśle ciężkim. Tego typu elementy wykonawcze stosowane są również w budowie obiektów wodnych oraz technice scenicznej. Naturalnie same siłowniki to nie wszystko, bowiem są to jedynie elementy wykonawcze. W skład systemów – czy to pneumatycznych, czy hydraulicznych, wchodzą również inne podzespoły i urządzenia. Obejmuje to przede wszystkim systemy przygotowania powietrza, regulatory i filtry do zastosowań pneumatycznych, sterowniki, a także cały asortyment podzespołów z zakresu hydrauliki siłowej. Do tego dochodzą elementy łączeniowe oraz osprzęt, w szczególności elementy siłowników, podzespoły pomiarowe i elementy montażowe.

 

Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki siłowników pneumatycznych sprzedawanych w Polsce;
zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Rodzajem siłowników o najkrótszym stażu rynkowym, ale też najszerszych zastosowaniach, są siłowniki elektryczne (napędy liniowe). Obszar ich aplikacji rozciąga się od przemysłu i maszyn (np. obrabiarek, maszyn montażowych oraz portalowych), poprzez aplikacje związane z kontrolą klap, zasuw i okien, wykorzystanie w pojazdach, aż do użycia poza przemysłem. Mogą one być używane w meblach, łóżkach (w szczególności medycznych) czy stołach regulowanych elektrycznie. Cechą je wyróżniającą jest łatwość wdrażania – zamiast sprężonego powietrza czy oleju wykorzystywana jest tu energia elektryczna. Jak wiadomo – prąd jest zazwyczaj najłatwiej doprowadzić do układu wykonawczego, szczególnie gdy ten jest wykorzystywany w mniej typowych aplikacjach (np. na końcu podnośnika).

Niektóre z siłowników elektrycznych mają też możliwość ustawania parametrów roboczych (długość skoku, prędkość ruchu, itd.), co pozwala na ich konfigurację już w aplikacji, czyniąc z nich produkty bardzo uniwersalne. Napędy liniowe mają przy tym minusy, do których zaliczają się: nieraz gorsze parametry w zakresie szybkości ruchu, generowanych sił oraz krótsza żywotność niż w przypadku wcześniej omawianych wyrobów. Również ich odporność środowiskowa może być niewystarczająca do zastosowań w części aplikacji.

Cena, parametry, niezawodność

Odbiorcy siłowników, zaworów i pokrewnych produktów w swoich decyzjach zakupowych kierują się wieloma kryteriami, aczkolwiek tym dominującym pozostaje cały czas cena (72% w badaniu z 2021 roku). Niewątpliwie wynika to z charakteru samych produktów oraz cech branży. Omawiany rynek charakteryzuje duża liczba działających na nim dostawców i związana z tym podaż produktów, co w naturalny sposób sprzyja konkurencji cenowej. Również same produkty, poza innowacjami takimi jak np. zintegrowane z napędami elektrycznymi wyspy zaworowe, również należą do wyrobów dosyć standardowych, a w każdym razie takich, które na pierwszy rzut oka są do siebie podobne.

W związku z powyższym dostawcy często przenoszą dyskusje z klientami na obszary dotyczące parametrów technicznych (60% wskazań), niezawodności (62%), czasu dostawy czy też możliwości dostarczenia kompletnej aplikacji, w tym obejmującej elementy niestandardowe. Jest to jak najbardziej słuszne, bo nie tylko pozwala na wyróżnienie się na rynku, ale kryteria te należą też do wysoce istotnych dla klientów. Odbiorcy poszukują naturalnie również produktów jakościowych i niezawodnych (58%), co wprost wynika z charakteru tworzonych przez nich aplikacji. W maszynach czy na liniach produkcyjnych elementy wykonawcze są z jednej strony obciążone mechanicznie i pracują w warunkach narażeń środowiskowych, z drugiej zaś przerwa w ich działaniu na skutek awarii może wiązać się z zatrzymaniem odcinka instalacji technologicznej, a więc też kosztami. Z tych powodów oszczędność na zamienniku i zastosowanie wyrobu od producenta o niewiadomej reputacji jest często odrzucane już na wstępie procesu wdrożeniowego.

 

Najpopularniejsze zdaniem dostawców marki siłowników hydraulicznych sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Kilka słów o rynku

Przejdźmy do oceny wartości rynku, czyli rocznej sprzedaży w branżach związanych z dystrybucją siłowników, hydrauliki siłowej oraz napędów liniowych. Taka ocena była zawsze dla dostawców kłopotliwa – podobnie jak dla nas wnioskowanie na bazie uzyskanych wyników. W odpowiedziach ankietowych z poprzednich lat pojawiało się mało wskazań, dużą trudność sprawiała też kategoryzacja produktów. Zróżnicowanie szacunków wynikało ponadto z istnienia wielu rynków końcowych – szczególnie w przypadku napędów liniowych.

Pod koniec zeszłej dekady oszacowania wartości sektora związanego z pneumatyką wynosiły od kilkudziesięciu do kilkuset milionów zł rocznie ze średnią w okolicy 80‒100 mln zł. W najnowszym badaniu wskazania, choć było ich niewiele, potwierdzają ten poziom. Mniej dokładnie szacowana była sprzedaż siłowników hydraulicznych. Dawniej był to poziom 100‒130 mln zł, aczkolwiek pojawiały się też kwoty po kilkaset milionów. Tym razem zróżnicowanie również było ogromne i trudno tu podać jedną, konkretną liczbę.

W przeciwieństwie do powyższego, branża dystrybucji siłowników elektrycznych jest znacznie lepiej oszacowana pod względem wartości. Wskazania respondentów zawierały się między 20 a 50 mln zł, ze średnią na poziomie 32 mln, a więc większą niż w poprzednich badaniach (20‒30 mln zł). Nie pytaliśmy natomiast o wartość rynku zaworów i osprzętu z nimi związanego. Jego ostatnie oszacowanie podane w badaniu sprzed dekady wynosiło 100 mln zł rocznie.

Więcej informacji o branży

W zeszłorocznym wydaniu IRA pisaliśmy m.in. o wymogach producentów, popularnych markach oraz o dostawcach produktów. Osoby zainteresowane pogłębieniem wiedzy na ten temat zapraszamy do lektury analizy opublikowanej w IRA 2023 oraz do śledzenia raportów w magazynie APA i na stronie www.automatykaB2B.pl.

Technika serwonapędowa

Wzrostowi wykorzystania rozwiązań serwonapędowych sprzyjają rosnące wymogi co do jakości, wydajności i precyzji działania maszyn, a także coraz większa atrakcyjność cenowa rozwiązań serwonapędowych. O ile pandemia nie wpłynęła znacząco na powiązany z nimi rynek, o tyle właśnie wymienione czynniki długoterminowe sprawiają, że serwa coraz częściej zastępują nie tylko silniki krokowe, ale też standardowe napędy AC. Dodatkowo są one nieodzownymi komponentami nowoczesnych maszyn, szczególnie obróbczych. Zapraszamy do lektury analizy.

Maszyny wieloosiowe oraz systemy automatyzacji

Aplikacje serwonapędów obejmuje sporą i różnorodną grupę zastosowań. Według respondentów najnowszej, ostatniej ankiety najczęstszymi są te związane z synchronizacją osi, czyli zapewnianiem skoordynowanego ruchu obrotowego wielu elementów. Dotyczyć ona może w najprostszym przypadku dwóch osi lub jednej osi i systemu automatyki czy robota, ale też, co stanowi przykład biegunowo inny, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset osi. Drugą z grup typowych aplikacji stanowią te, gdzie następuje odcinanie partii materiału będących w ruchu, co realizowane jest w systemach latająca piła / latający nóż. Ma tu synchronizacja pracy elementu odcinającego z napędem odpowiedzialnym za liniowy przesuw materiału. Trzecim z popularnych zastosowań jest pozycjonowanie elementów, co wykorzystywane jest m.in. w maszynach oraz robotach. Częstym zastosowaniem systemów serwonapędowych jest też praca jako krzywka elektroniczna, czyli możliwość wykonywania kompleksowych przebiegów ruchu w urządzeniach pracujących cyklicznie. Pojawiła się też grupa odpowiedzi związana z aplikacjami w maszynach CNC oraz generalnie pracą w systemach pick & place.

 

Najczęstsze zastosowania serwonapędów

Grupując omawiane zastosowania pod względem typów maszyn, na początku należy wskazać maszyny wieloosiowe, a więc te najbardziej zaawansowane, gdzie zachodzi konieczność synchronizacji prędkości i pracy wielu osi. Na nieodległym miejscu znalazły się różnorodne systemy automatyki, a na kolejnym prostsze maszyny. Do tych ostatnich serwonapędy trafiają coraz częściej, co wynika z ich rosnącej dostępności, w szczególności cenowej.

Krajowy rynek serwonapędów

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na serwonapędy rośnie też wartość rynku z nimi związanego. W poprzednich badaniach branży jako średnie wartości omawianego sektora podawaliśmy kwoty od 50 do 90 mln zł. W badaniu z 2020 roku wartość krajowego rynku serwonapędów, serwosilników i pokrewnych produktów oszacowana została przez respondentów na kwoty od około 50 do 200 mln zł rocznie, zaś wyliczona przez nas średnia wyniosła około 100 mln zł.

Wyniki dzisiejszego badania wpisują się w obserwowany trend wzrostowy. Tym razem uśrednienia odpowiedzi respondentów wyniosły od 110 do 125 mln zł (zależnie od ujęcia w próbie wartości skrajnych). Typowe oszacowania podawane w ankietach zawierały się natomiast w przedziale od 50 do 250 mln zł. Na wartość sprzedaży składa się dostarczanie produktów przede wszystkim do producentów maszyn, klientów końcowych oraz integratorów systemów. Dominacja producentów maszyn w tym obszarze jest właściwie stała, natomiast warto też zauważyć – porównując to z poprzednimi badaniami – wzrost w przypadku drugiej kategorii, tj. odbiorców końcowych.

 

Najczęstsze typy aplikacji serwonapędów

W tym miejscu proponujemy spojrzenie na dwie dodatkowe statystyki. Pierwsza dotyczy koniunktury na rynku, która jest obecnie oceniana jako dobra lub bardzo dobra. W bieżącym badaniu jedynie 4% respondentów określiło ją jako słabą, zaś ogólne oceny sytuacji są lepsze niż jeszcze dwa lata temu. Ewidentnie branży niespecjalnie zaszkodziła pandemia, a na pewno pomogły jej wzrosty odnotowywane w 2021 roku.

Z drugiej strony omawiany sektor staje się coraz bardziej konkurencyjny. O ile kilka lat temu typowo 60‒70% respondentów szacowało konkurencję w tym obszarze rynku jako silną, zaś reszta uznawała ją za standardową, o tyle w ostatnim okresie było to o kilka p.p. więcej – dokładniej 72% w 2020 roku i 78% obecnie. W branży działa wielu dostawców produktów markowych, są tu też firmy oferujące rozwiązania ekonomiczne, zaś w funkcje serwonapędowe wyposażane są też coraz częściej standardowe napędy elektryczne. W efekcie tego, a także wzrostu zapotrzebowania ze strony odbiorców, konkurencja na rynku wzrasta.

 

Najpopularniejsze w Polsce marki serwosilników i serwonapędów; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Dostawcy serwonapędów

Serwonapędy, serwosilniki i pokrewne produkty dostarczane są zazwyczaj przez firmy specjalistyczne, które są oddziałami producentów oraz dystrybutorów branżowych. Takich podmiotów w tabelach z danymi zostało przedstawionych około 30 i oferują one szeroki asortyment urządzeń, zazwyczaj wykraczających poza technikę serwonapędową. Dostarczane przez nie produkty pochodzą przede wszystkim z dwóch obszarów – z krajów europejskich, co dotyczy firm takich jak Siemens, Lenze, Bosch Rexroth, SEW-Eurodrive i B&R (obecnie ABB), a także z Dalekiego Wschodu. W tym przypadku jest to głównie Japonia (Omron Electronics, Mitsubishi Electric, Panasonic, Yaskawa), Tajwan i Chiny (Delta Electronics, Lite-On, Kinco) oraz Korea Południowa. Pojawiają się tu również przedsiębiorstwa amerykańskie (Rockwell Automation z marką Allen-Bradley) czy izraelskie (Servotronix).

W omawianej branży prym wiodą przede wszystkim dostawcy produktów markowych. Są to zwykle koncerny oferujące szeroką gamę urządzeń automatyki, jak też dostawcy specjalistyczni średniej wielkości działający w obszarach techniki napędowej i sterowania. Wśród najpopularniejszych są m.in.: Siemens, Omron, Mitsubishi Electric, Bosch Rexroth, B&R, SEW-Eurodrive, Panasonic, Allen-Bradley, Beckhoff, Lenze, Schneider Electric oraz Delta Electronics i Yaskawa. Są to również marki, które pojawiały się w tego typu dotychczasowych statystykach.

 

Aktualna sytuacja na omawianym rynku w porównaniu z ostatnimi latami

Bezpieczeństwo, integracja, komunikacja

W badaniu ankietowym tradycyjnie zapytaliśmy dostawców również o największe nowości ostatnich lat oraz o kluczowe tendencje technologiczne na rynku. Najważniejsze (najczęstsze) spośród kilkudziesięciu odpowiedzi to:

• Bezpieczeństwo – serwonapędy wyposażane są w zintegrowane rozwiązania i funkcje bezpieczeństwa. Respondenci podawali tu przede wszystkim hasła takie jak: Integrated Safety, zintegrowane funkcje bezpieczeństwa (np. STO), a także wykorzystanie bezpiecznych sieci komunikacyjnych. Rozwiązania zintegrowane pozwalają m.in. na łatwe dodawanie kolejnych elementów do systemu przy zapewnieniu wymaganego poziomu bezpieczeństwa.
• Integracja – dotyczy łączenia serwonapędów ze sterownikami logicznymi (PLC), kontrolerów ruchu z serwowzmacniaczami, popularne stają się również całościowe systemy mechatroniczne obejmujące zintegrowany serwosilnik, serwoprzekładnię i serwosterownik. Część respondentów wskazywała również na wzrost potrzeby stosowania rozwiązań wieloosiowych.
• Możliwości komunikacyjne – w tym przypadku najczęściej wymieniano nowe standardy, czego przykładem jest połączenia jednokablowe (One Cable Technology, OCT). Wprawdzie nie jest absolutną nowością, jednak na pewno popularyzuje się i jest stosowane coraz częściej.

Wskazywano też dostępność różnorodnych interfejsów i protokołów komunikacyjnych, w szczególności bazujących na Ethernecie przemysłowym. Zwracano również uwagę na funkcje pozwalające na integrację układów serwonapędowych w większych systemach.

 

Konkurencja na polskim rynku serwonapędów

• Algorytmy – czwartą z grup najczęstszych wskazań stanowiły te dotyczące stosowanych w serwonapędach algorytmów, rzadziej dostępności gotowych szablonów aplikacyjnych. Jeżeli chodzi o algorytmy, były to m.in.: auto-tuning, adaptive tuning, adaptive filtering oraz algorytmy tłumienia drgań.
• Na omawianej liście znalazły się też: funkcje wspomagane algorytmami sztucznej inteligencji (AI), zagadnienia związane z autodiagnostyką oraz czujnikami wirtualnymi. Dostawcy zwracali również uwagę, choć rzadziej niż dawniej, na kompaktowość i miniaturyzację, modułowość oraz krótkie czasy cyklu pracy. Pojawiły się też wskazania dotyczące możliwości obsługi silników firm trzecich, współpracy z serwosilnikami na niskie napięcie oraz wersji liniowych. Finalne dwa wskazania to: zwiększanie sprawności i wydajność energetyczna.

Kontynuując omawianie tematów technicznych, przedstawiamy jeszcze jedną statystykę. W ankiecie zapytaliśmy o najpopularniejsze standardy komunikacji sieciowej w systemach serwonapędowych. Wyniki są podobne do tych prezentowanych w poprzednich analizach dotyczących serwonapędów. Najpopularniejsze są: EtherCAT, Profibus, Ethernet/IP, a także CANopen i sterowanie analogowe. Warto tu wskazać fakt wzrostu o dalsze kilka punktów procentowych odsetka odpowiedzi dotyczących pierwszego ze standardów (w stosunku do danych z 2020 roku). Niewątpliwie EtherCAT, z powodu ekstremalnie krótkich czasów przesyłu danych oraz innych korzystnych cech, wiedzie prym w omawianym zakresie. Pozwala na synchronizację osi z bardzo dużą dokładnością, umożliwia łatwą integrację serwonapędów w większym systemie, a także łatwe wdrażanie kontrolerów programowych, czyli tzw. PC-based. W efekcie stanowi jeden z podstawowych protokołów komunikacyjnych nie tylko dla firm takich jak Beckhoff czy Omron, ale też dla rosnącej grupy innych dostawców techniki serwonapędowej.

Złącza przemysłowe

Złącza to ważne elementy maszyn oraz urządzeń i jednocześnie podzespoły szeroko wykorzystywane w przemyśle, energetyce, transporcie i wielu innych zastosowaniach. Branża z nimi związana przetrwała pandemię i niedobory komponentów relatywnie dobrze, a sam rynek – pod względem działających tu dostawców i klientów – zmienił się niewiele. Sektor ten stanowi niezmiennie atrakcyjny obszar działalności, choć jednocześnie cechuje się dużym nasileniem walki konkurencyjnej. Zapraszamy do lektury analizy.

Złącza to obszerna grupa produktów, którą w podstawowym wymiarze można podzielić na: silnoprądowe (przesyłające energię) oraz sygnałowe, czyli służące do transmisji sygnałów analogowych oraz danych. Są dostępne również w wersjach hybrydowych, w których do jednej obudowy podłączane są przewody zasilające i sygnałowe oraz elektryczne i optyczne – w różnych konfiguracjach.

 

Kluczowe krajowe branże będące odbiorcami złączy przemysłowych

Zastosowania złączy warunkują również stosowane materiały i ich konstrukcja. Wersje przemysłowe muszą wyróżniać się odpowiednią wytrzymałością i dodatkowymi cechami, zależnymi od typu sygnałów i miejsca montażu. Z kolei od złączy montowanych na zewnątrz pociągów (między wagonami, pod nimi, na dachu, przy torach) oczekuje się odporności na: silne wibracje, osłabiające połączenia, uderzenia drobin piasku, kamieni i opady atmosferyczne (deszcz, śnieg), powodujące erozję i korozję, oblodzenie oraz nasłonecznienie, a więc skrajnie niskie i wysokie temperatury, skutkujące kurczeniem się i rozszerzaniem materiałów. Na wstrząsy, drgania i ekstremalne temperatury narażone są także złącza w autach dostawczych. Te trzeba również zabezpieczyć przed wnikaniem wilgoci, kontaktem z substancjami korozyjnymi (sól drogowa, chemikalia), wnikaniem pyłów, kurzu i innych zanieczyszczeń.

Przemysł maszynowy, energetyka, transport

Złącza, jak już wspomniano, są produktami stosowanymi w różnych aplikacjach i branżach. Znajdziemy je w maszynach i urządzeniach, pojazdach, w systemach w energetyce, elektronice, urządzeniach telekomunikacyjnych i wielu innych. Do najważniejszych odbiorców złączy przemysłowych zaliczono: sektor maszynowy (74% wskazań respondentów), energetykę (72% i jednocześnie wzrost w stosunku do lat poprzednich), transport, w szczególności szynowy (62%) oraz górnictwo (51%). Jeżeli chodzi o branżę produkcyjną, w szczególności zakłady przemysłowe, to w statystyce występuje ona w postaci kilku sektorów (spożywczy, chemiczny, elektroniczny). Niezmiennie ważnym odbiorcą złączy jest rynek wojskowy, czyli zastosowania specjalne.

Omawiane branże nakładają określone wymogi na wykorzystywane złącza. Przykładowo w przemyśle istotna jest m.in. wytrzymałość mechaniczna i prądowa, do tego możliwość stosowania złączy modułowych, zaś sektor transportu szynowego wymaga stosowania złączy o dużej odporności na wibracje i możliwości pracy w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Dodatkowo istnieje cały szereg rynków niszowych, gdzie stosowane są wersje specjalizowane. Przykładowo w energetyce odnawialnej są to złącza wysokoprądowe, szczelne oraz szybkie w montażu i demontażu.

 

Główni krajowi odbiorcy złączy przemysłowych

Jeżeli chodzi o statystykę dotyczącą klientów w obrębie przemysłu, to tutaj niezmiennie kluczowymi są: odbiorcy końcowi, tacy jak zakłady przemysłowe (72%), producenci maszyn / sektor OEM (58%) oraz integratorzy systemów (49%). Dane procentowe nie sumują się do 100% ze względu na możliwość wielokrotnego wyboru kategorii.

W tym miejscu warto spojrzeć w przyszłość, wskazując za dostawcami najbardziej perspektywiczne obszary. Dwa lata temu, podczas naszego ostatniego badania, do takich zaliczone zostały: energetyka, kolejnictwo (transport szynowy) oraz szeroko rozumiany przemysł produkcyjny. Jak widać – w większości są to rynki dla dostawców złączy tradycyjne. Warto tu zauważyć, że obszar elektromobilności cały czas, choć pojawia się w publikowanych przez nas statystykach, nie jest specjalnie istotny. Również energetyka odnawialna – poza fotowoltaiką, nie była typowana zbyt często.

 

Najpopularniejsze zdaniem dystrybutorów marki złączy przemysłowych sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Trendy technologiczne

Pytanie o najważniejsze trendy oraz zmiany w technologiach złączy zadajemy respondentom przy okazji każdego badania. Przynosi ono wiele, aczkolwiek powtarzających się, odpowiedzi. Podobnie było tym razem, bowiem wskazania dotyczyły przede wszystkim dwóch kluczowych trendów – miniaturyzacji złączy oraz zwiększania popularności elementów hybrydowych i modułowych. Te pierwsze umożliwiają prowadzenie w jednej obudowie wiele różnych połączeń sygnałowych oraz zasilających. Z kolei wersje modułowe umożliwiają komponowanie konkretnej wersji złącza przez samego klienta, który korzysta z podzespołów takich jak wkładki, ramki, obudowy, itd. Daje to możliwości daleko idącej kastomizacji złącza na potrzeby tworzonej aplikacji i zapewnia kompaktowość rozwiązania łączeniowego.

Jeżeli chodzi o miniaturyzację, to trend ten występuje na rynku już od lat, co głównie dotyczy złączy do sieci komunikacyjnych i urządzeń elektronicznych. Aczkolwiek miniaturyzacja to też zagadnienie pojawiające się w kontekście złączy przemysłowych silnoprądowych, gdzie oferowane są niewielkie elementy cechujące się parametrami elektrycznymi i mechanicznymi zbliżonymi do ich większych odpowiedników. W tych przypadkach wymagane jest stosowanie zaawansowanych rozwiązań funkcjonalnych i materiałowych, tak aby zapewniać możliwość przewodzenia większych prądów, a także odpowiednią izolację i parametry mechaniczne.

 

Na czym zarabia się w branży dystrybucji złączy przemysłowych?

Poza powyższymi najczęściej wskazywanymi trendami respondenci przytaczali również inne zmiany. Do takich należy przede wszystkim oferowanie złączy łatwych do montażu i demontażu. Oznacza to zarówno dużą szybkość tych procesów, jak też minimalizację liczby wykorzystywanych narzędzi. Takie cechy są istotne zarówno w przypadku produkcji (np. maszyn, gdzie elementem systemów są złącza), jak też w serwisowaniu i procesach utrzymania ruchu.

W ankietach pojawiały się również wskazania dotyczące zwiększania jakości i niezawodności produktów, opracowywania nowych rodzajów złączy oraz doskonalenia tych istniejących (zwiększanie liczby styków w obudowie, zwiększanie maksymalnej liczby cykli łączeniowych, polepszanie parametrów obudów wykonywanych z tworzyw sztucznych). Dodatkowo, zdaniem respondentów, rynek wymusza rozwój złączy nietypowych i specjalistycznych.

Dodajmy, że wskazania i informacje pochodzą z badania z 2021 roku. Nową edycję badania rynku złączy przemysłowych przygotowujemy pod koniec 2023 i będzie ona publikowana tradycyjnie w magazynie APA oraz na stronie www.automatykaB2B.pl w dziale "raporty".

Bezpieczeństwo maszyn

Bezpieczeństwo funkcjonalne to tematyka nieodłącznie powiązana z projektowaniem i eksploatacją maszyn oraz instalacji technologicznych. Jest to również obszar silnie związany z regulacjami prawnymi, co sprawia, że tworzenie i implementacja rozwiązań bezpieczeństwa wymaga nie tylko znajomości przepisów, ale też solidnego doświadczenia inżynierskiego. Przedstawiamy analizę związaną z branżą, omawiając komponenty bezpieczeństwa, potrzeby klientów oraz nowości technologiczne i rynkowe.

Jest ich wiele…

Podzespoły i urządzenia z zakresu bezpieczeństwa funkcjonalnego można podzielić na trzy główne kategorie. Najliczniejszą grupę tworzą komponenty elektromechaniczne, wśród których znajdują się głównie: blokady i wyłączniki bezpieczeństwa, różne inne typy wyłączników (np. linkowe), a także elementy sterujące. Są one dostępne zarówno w wersjach przewodowych, jak i bezprzewodowych (bezkontaktowych) i są wykorzystywane do monitorowania dostępu do maszyn oraz kontroli pracy urządzeń.

Druga z grup zawiera urządzenia optoelektroniczne, takie jak bariery i kurtyny świetlne oraz skanery laserowe. Pozwalają one na zabezpieczanie dużych obszarów – np. stanowisk zrobotyzowanych, maszyn i ich elementów, a także zapewnianie bezpieczeństwa urządzeń w ruchu (np. AGV). Są to produkty najdroższe w omawianym zestawieniu.

 

Najważniejsze zastosowania komponentów i systemów bezpieczeństwa

Trzecia kategoria to sterowniki i moduły bezpieczeństwa, które pozwalają na tworzenie systemów bezpieczeństwa o różnej skali i złożoności. Urządzenia te są odpowiedzialne za realizację odpowiednich procedur na podstawie informacji z podłączonych elementów wejściowych i testów poprawności działania zabezpieczeń. Do tego dochodzą podzespoły sieciowe, które popularyzują się ze względu zarówno na rosnącą popularność sieci ethernetowych w przemyśle, jak też zwiększającą się akceptację po stronie odbiorców, jeżeli chodzi o tworzenie układów safety bazujących właśnie na Ethernecie.

Warto dodać, że sterowanie w zakresie bezpieczeństwa jest również realizowane w formie zintegrowanej ze sterowaniem logicznym (za pomocą pojedynczych urządzeń lub łączenia odpowiednich modułów rozszerzeń). Kwestia ta jest związana z rosnącym stopniem integracji systemów sterowania i możliwością tworzenia systemów w jednym, zintegrowanym środowisku programistycznym.

Czego poszukują klienci?

Na pewno podzespołów i urządzeń spełniających wymagane parametry oraz mających cechy odpowiednie do tworzonej aplikacji. Trzecim w kolejności najczęściej wskazywanym wymogiem był ten dotyczący atrakcyjnej ceny zakupu, kolejnymi zaś: jakość i marka producenta. Oczywiście wymagania dotyczące konkretnych produktów i ich dostawców są różne, zależące od zastosowania, jednak można przyjąć, że właśnie połączenie najkorzystniejszej ceny i odpowiednich parametrów oraz wysokiej jakości jest kluczowe. Tak dzieje się nie tylko obecnie, ale sytuacja powtarza się w każdym z prezentowanych przez nas badań rynku.

Z punktu widzenia potrzeb klientów ważne są nie tylko poszczególne cechy produktów, ale również kompleksowość oferty. W statystykach komponenty to niecała 1/3 całości – pozostałe elementy biznesu stanowi dostarczanie systemów, oferowanie usług oraz innych, powiązanych produktów. Od lat szczególną uwagę zwracamy na usługi – obejmują one doradztwo, opracowywanie projektów dostosowujących maszyny i linie produkcyjne do wymogów bezpieczeństwa, jak również projektowanie systemów bezpieczeństwa dla konkretnych aplikacji. Do tego dochodzą szkolenia i ogólne konsultacje, w zakresie których specjalizują się również liczne firmy na rynku.

 

Najpopularniejsze marki komponentów bezpieczeństwa i podobnych produktów sprzedawanych w Polsce; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Nowości: technologie

W obszarze bezpieczeństwa maszyn obserwujemy ciągłe wprowadzanie nowych technologii i rozwiązań, które mają na celu poprawę bezpieczeństwa i efektywności pracy. Jednym z kluczowych trendów jest rozwój komunikacji Profinet, która umożliwia szybką i efektywną wymianę danych między różnymi elementami systemu. W połączeniu z bezpiecznymi protokołami komunikacyjnymi, takimi jak Safety over EtherCAT (FSoE), Ethernet/IP CIP Safety czy PROFIsafe, umożliwia to tworzenie zintegrowanych systemów bezpieczeństwa. Również sterowniki z komunikacją bezprzewodową stają się coraz bardziej popularne, umożliwiając zdalny nadzór i kontrolę maszyn bez konieczności fizycznego kontaktu z urządzeniem.

Innym istotnym trendem jest rosnące zastosowanie bezpiecznych czujników radarowych i kamer bezpieczeństwa. Umożliwiają one monitorowanie obszarów roboczych maszyn i urządzeń w czasie rzeczywistym, co pozwala na szybkie wykrywanie potencjalnych zagrożeń. Dotyczy to m.in. zastosowań w intralogistyce, a dokładniej w przypadku robotów i platform mobilnych (AGV/AMR). Z kolei w obszarze napędów oraz serwonapędów funkcjonalności safety (bezpieczne monitorowanie prędkości, zatrzymanie, itd.) umożliwiają efektywne sterowanie ruchem maszyn.

Wskazując na nowe rozwiązania, należy również wspomnieć o CODESYS Safety, który umożliwia tworzenie zintegrowanych systemów bezpieczeństwa (zgodnie z IEC 61508 SIL2 / SIL3) z wykorzystaniem sterowników bezpieczeństwa i jednego środowiska programistycznego. Zdaniem respondentów rosnące również zastosowanie sztucznej inteligencji w systemach bezpieczeństwa maszyn otwiera nowe możliwości dla przyszłości. Może ona pomóc w przewidywaniu potencjalnych zagrożeń i automatycznym dostosowywaniu systemów bezpieczeństwa do zmieniających się warunków.

 

Koniunktura w branży

Nowości: przepisy i rynek

W tym miejscu krótkie spojrzenie na rynek, a dokładniej na branże, które będą w przyszłości potencjalnymi odbiorcami komponentów bezpieczeństwa. Tak jak w poprzednich badaniach, tak również tym razem na czele rankingu znalazła się motoryzacja. Jest to bez wątpienia jeden z najbardziej zautomatyzowanych sektorów przemysłu i jednocześnie branża zaawansowana w kwestii bezpieczeństwa. Wynika to między innymi z faktu, że tamtejsze firmy są częścią międzynarodowych korporacji z licznymi wewnętrznymi standardami, a polityka bezpieczeństwa wypracowana przez nie za granicą jest przenoszona na grunt krajowy. Na tym samym miejscu została ex aequo sklasyfikowana "produkcja", która stanowi agregat wielu wskazań związanych z przemysłem i wytwarzaniem towarów. Pozycja druga to również dwa wskazania: intralogistyka oraz produkcja maszyn. Kolejne kategorie to między innymi: przemysł ciężki, stanowiska zrobotyzowane, energetyka i różnorodne branże produkcyjne.

Na zakończenie jeszcze krótko na temat przepisów (dyrektywy, rozporządzenia) oraz norm powiązanych z tematyką bezpieczeństwa. Tematy te regularnie omawiamy nie tylko w badaniach i raportach, ale też artykułach technicznych dotyczących bezpieczeństwa maszyn, ostatnio też coraz częściej w kontekście robotów współpracujących i mobilnych. Zainteresowane osoby odsyłamy na stronę www.automatykaB2B. pl, gdzie dostępne są te publikacje w jednym miejscu w sieci. Jednocześnie zapowiadamy artykuł, który będzie dotyczył zmian w dyrektywie maszynowej, które zaczynają obowiązywać w 2024 roku. W tym zakresie można wskazać m.in. rozszerzenie o definicję poważnej modyfikacji maszyny, powiększenie katalogu maszyn, zmiany w zakresie instrukcji dostarczanych przez producenta, a także dodanie oprogramowania do definicji komponentów związanych z bezpieczeństwem.

Przetworniki położenia i silniki krokowe

Opracowania poświęcone przetwornikom położenia i silnikom krokowym publikujemy regularnie na łamach APA oraz IRA. W wydaniu z poprzedniego roku (IRA 2023) przedstawialiśmy analizę wpływu pandemii na omawiane branże oraz opisy potrzeb i preferencji klientów branżowych. W bieżącym opracowaniu uzupełniamy te informacje, prezentując dalsze dane o branży i dostawcach, a także wnioski z badań dotyczące nowości w technologiach przetworników i silników.

Koniunktura na rynku

O oszacowanie rocznej sprzedaży produktów prosimy regularnie respondentów ankiety. Tym razem w przypadku przetworników położenia typowe szacunki zawierały się w zakresie od 7 do 45 mln zł rocznie, co po uśrednieniu dało około 21‒25 mln zł. Jest to kwota nieznacznie niższa od tej, jaką podawaliśmy w publikowanym dawniej badaniu (IRA 2021). W przypadku silników krokowych wszystkie szacunki zawierały się w przedziale od 3 do 10 mln zł rocznie, co po uśrednieniu dało 7,5‒8,5 mln zł. Wartość ta jest analogiczna do tej dwa lata temu. Jednocześnie wszystkie podane oszacowania są nieco większe niż w badaniach sprzed czterech i sześciu lat, co prowadzi do wniosku, że obydwa rynki stanowią branże dojrzałe, stabilne i jednocześnie cechujące się niskimi stopami wzrostu.

 

Najpopularniejsze zastosowania przetworników położenia i silników skokowych

Można również wskazać, że sytuacja w omawianych branżach jest po okresie pandemii bardzo dobra. Nieco inaczej było z ocenami konkurencji. O ile w poprzednich latach była oceniana jako silna (tak ją określał średnio co drugi respondent), o tyle tym razem jedynie około 30% osób przyznało, że mamy do czynienia z takim stanem rzeczy. Zdaniem reszty konkurencja w branżach jest standardowa, analogiczna do innych obszarów rynku automatyki.

Popularne na rynku produkty

Omawiane wyroby są produktami popularnymi, cechującymi się dużą podażą i różnorodnością dostępnych marek. Są one oferowane na naszym rynku zarówno bezpośrednio, tj. poprzez oddziały producentów zagranicznych, jak też przez licznych dystrybutorów specjalistycznych oraz katalogowych. W ofertach handlowych tych firm znaleźć można często setki różnych modeli, co szczególnie dotyczy przetworników położenia. Wśród tych wyrobów niezmiennie najczęściej wybieraną marką jest Kübler, którego produkty oferowane są przez lokalny oddział oraz dystrybutorów. Druga pod względem popularności jest firma Sick, następne to m.in. Balluff, Lika, Leine Linde, Posital Fraba, Turck, Renishaw, Heidenhain, MTS. Krajowi odbiorcy przetworników położenia wybierają typowo produkty markowe, najczęściej od producentów zachodnioeuropejskich.

Silniki krokowe dostarczają u nas przede wszystkim dystrybutorzy wyrobów zagranicznych, na polskim rynku działa bezpośrednio też kilku producentów. Najpopularniejszą w kraju marką jest w omawianym zakresie Sanyo Denki – firma ta praktycznie we wszystkich badaniach pojawiała się w czołówce publikowanych statystyk. Dwie kolejne marki to Nanotec oraz FAULHABER, ważne są też m.in. WObit, Siemens, Fulling, Crouzet, Oriental Motor oraz Leadshine. Na rynku występuje też spora podaż silników niemarkowych, czyli wyrobów produkowanych na Dalekim Wschodzie, które część dostawców określa po prostu mianem "no-name".

 

Najważniejsze dla polskich klientów cechy omawianych produktów

Zmiany technologiczne – przetworniki położenia

Do grupy przetworników położenia zaliczają się elementy liniowe oraz wersje obrotowe, czyli głównie enkodery. Występują one w wersjach inkrementalnych, które służą do pomiarów przemieszczeń / prędkości kątowej oraz kierunku ruchu, a także absolutnych, umożliwiających określanie bieżącej pozycji osi. Dalszy podział przebiega względem wersji jedno- i wieloobrotowych oraz budowy enkoderów. Najwięcej ze stosowanych dzisiaj przetworników to wersje optyczne, w przypadku których pomiar bazuje na zliczaniu kresek lub odczycie kodów z obracającej się wewnątrz tarczy. Inną, popularyzującą się w ostatnich latach grupę tworzą enkodery magnetyczne. Warto też dodać, że na rynku dostępna jest bardzo szeroka gama przetworników, również jeżeli chodzi o wersje nietypowe i wykonania specjalne. Większość dostawców proponuje wraz z nimi również inne elementy, które umożliwiają tworzenie systemów pomiarowych.

 

Najpopularniejsze w Polsce marki przetworników położenia; zestawienie nie dotyczy udziałów firm w rynku

Jakie są, zdaniem respondentów redakcyjnej ankiety, zmiany i trendy technologiczne w odniesieniu do omawianej grupy wyrobów? Takimi są przede wszystkim (kolejność zgodna z liczbą wskazań):

• Dalsze zwiększanie możliwości komunikacyjnych – przetworniki dostępne są z interfejsami umożliwiającymi ich podłączanie do sieci komunikacyjnych i zdalną parametryzację; respondenci w szczególności wskazywali standard IO-Link;
• Rozwój w zakresie bezpieczeństwa funkcjonalnego, w tym w połączeniu z możliwościami komunikacyjnymi (np. sieci Profisafe);
• Możliwości łatwego programowania – zapewniają uniwersalność, skalowalność i łatwość dopasowania do aplikacji;
• Dalsza miniaturyzacja, zwiększanie rozdzielczości i precyzji działania;
• Dalszy rozwój technologii enkoderów absolutnych.

 

Najbardziej perspektywiczne zastosowania przetworników położenia

Nowości w domenie silników krokowych

Jeżeli chodzi o drugą z grup produktów, a więc silniki krokowe, są to komponenty wykorzystywane w urządzeniach i różnorodnych systemach już od wielu lat. Ich typowymi zastosowaniami są: wykonywanie obrotów z określoną prędkością oraz o dany kąt, realizacja posuwów oraz różnych zadań związanych z precyzyjnymi ruchami. Tego typu silniki wymagają stosowania odpowiedniego układu sterowania i są to elementy bezszczotkowe, które mogą pracować w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego. Ich ograniczeniami są niewielkie zakresy osiąganych prędkości obrotowych oraz stosunkowo niskie moce / momenty obrotowe (w porównaniu do serwonapędów), a także kwestie związane z grzaniem się i możliwymi wibracjami podczas pracy.

Podobnie jak dostawców przetworników położenia, tak też oferentów silników krokowych zapytaliśmy o najważniejsze ich zdaniem zmiany technologiczne w branży. Pojawiały się tu odpowiedzi takie jak: miniaturyzacja, zwiększanie stopnia integracji silników (np. wersje ze śrubą kulową, z wbudowanym enkoderem, ze sterownikiem), zwiększanie gęstości mocy i generalnie dalsze polepszanie parametrów silników. Zdaniem respondentów następuje też rozwój sterowników silników, w tym w zakresie możliwości komunikacyjnych – wymieniane tu były m.in. wersje z sieciami EtherCAT/Ethernet.