Obudowy i szafy przemysłowe
Obudowy przemysłowe odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu niezawodności maszyn i urządzeń oraz trwałości zainstalowanych komponentów. Ich znaczenie jest równie istotne w innych branżach, takich jak energetyka, budownictwo, transport szynowy oraz infrastruktura. Profesjonalne obudowy i szafy wykorzystywane są w specjalistycznych aplikacjach, co powoduje szeroką ofertę na rynku i zróżnicowane wymagania klientów. W pierwszej analizie drugiego działu omawiamy konkurencyjny, dynamicznie rozwijający się rynek obudów, przyglądając się potrzebom odbiorców oraz sektorowi produkcji i dystrybucji tych produktów.
Krajowa branża obudów
W sektorach związanych z produkcją oraz dystrybucją szaf i obudów obecnych jest wiele podmiotów, o różnym profilu działalności rynkowej. Ich podział przebiega typowo wzdłuż specjalizacji w wytwarzaniu i dystrybucji obudów metalowych lub wyrobów z tworzyw sztucznych. Drugim ze sposobów kategoryzacji jest wydzielenie firm produkujących obudowy (są nimi wytwórcy lokalni i przedstawicielstwa firm zagranicznych, którzy często oferują też produkcję obudów na zlecenie i modyfikacje wersji standardowych) oraz dystrybutorów – o szerokim asortymencie produktów lub mających w sprzedaży popularne wersje obudów z wybranych typów materiałów.
Jak chłodzić szafy i obudowy?
Jakość powietrza i temperatura mają wpływ na działanie urządzeń elektrycznych, przebieg procesów produkcyjnych, zdrowie i komfort personelu zakładów przemysłowych. Dlatego na różne sposoby dąży się do utrzymania ich na optymalnych poziomach, m.in. wyposażając maszyny w wentylatory, a hale produkcyjne – w systemy wentylacji i klimatyzacji. Inżynierom zainteresowanym tą tematyką polecamy znajdujący się w serwisie www.automatykaB2B.pl artykuł "Wentylacja, chłodzenie i klimatyzacja w automatyce przemysłowej". Przedstawiamy w nim szczegóły rozwiązań, które umożliwiają wymianę powietrza i odprowadzanie nadmiaru ciepła w urządzeniach i pomieszczeniach w przemyśle.
Kim są najpopularniejsi w branży producenci? Jakie marki w branży pojawiają się najczęściej? W zakresie szaf i obudów metalowych liderem pod względem popularności jest od lat niemiecki koncern Rittal – dostawca szerokiej gamy szaf, obudów oraz rozwiązań z obszaru rozdziału energii i innych do zastosowań w szafach elektrycznych. Przedsiębiorstwo obsługuje klientów na rynku przemysłowym, w branży IT/telekomunikacyjnej oraz w sektorze energetycznym i infrastrukturalnym. Kolejne miejsca zajęły: polski ZPAS, firma Schneider Electric, nVent Schroff, Eaton, apra oraz ETA. Jest to sytuacja stanowiąca powielenie wyników z 2020 roku.
W przypadku sektora obudów z tworzyw sztucznych producentem zdecydowanie najczęściej pojawiającym się w statystykach publikowanych w badaniach jest firma Kradex. Znajduje się ona w Warszawie i projektuje oraz produkuje szeroki asortyment wyrobów do zastosowań w elektronice i wielu innych obszarach. Drugie miejsce w zestawieniu zajęły ex aequo firmy Hammond oraz Fibox, kolejne to m.in. Gainta, Bopla, Phoenix Contact. Liczba dostawców wyrobów z tworzyw sztucznych jest duża i obejmuje też wiele innych marek – np. Maszczyk (drugi z większych polskich producentów) Ensto, Spelsberg, OKW czy też Hammond Electronics. Tradycyjnie dodajmy, że statystyka nie odzwierciedla udziałów wymienionych firm w rynku, a jedynie wskazania popularności marek.
W badaniu znalazła się również spora grupa dystrybutorów. Są to zarówno firmy specjalistyczne, jak też dystrybutorzy katalogowi. Obudowy znajdziemy również u dostawców systemów komputerowych i mechaniki 19’’, a także u integratorów systemów. Do tej listy dochodzą hurtownie elektrotechniczne, sklepy elektroniczne i elektrotechniczne oraz inni dostawcy. Wszystko to sprzyja dużej podaży produktów. W przypadku wyrobów profesjonalnych, szczególnie tych większych gabarytowo, największy popyt pochodzi niezmiennie z trzech branż, którymi są…
Przemysł, energetyka, budownictwo
Podobnie jak w poprzednich badaniach, tak też w bieżącym wymienione sektory rynku zostały sklasyfikowane przez dostawców szaf i obudów jako kluczowe. Przemysł to m.in. zakłady produkcyjne, producenci maszyn oraz prefabrykatorzy szaf sterowniczych, energetyka obejmuje zarówno energetykę zawodową, zastosowania związane z rozdziałem energii w różnych zastosowaniach, jak też aplikacje w OZE, natomiast budownictwo to sektory: komercyjny, mieszkaniowy i przemysłowy. Do tego dochodzą zastosowania w obszarze transportu szynowego (infrastruktura kolejowa, tabor), oczywiście bardzo istotne są też te w branży IT/telekomunikacyjnej, w wojsku i zastosowaniach specjalnych oraz związanych z produkcją różnorodnej elektroniki.
Dokonując dokładniejszego podziału, można stwierdzić, że w przypadku szaf i obudów metalowych dominują zastosowania związane z przemysłem, produkcją maszyn, energetyką. Z kolei wersje z tworzyw sztucznych są, oprócz wymienionych branż, najczęściej stosowane w elektronice konsumenckiej, systemach alarmowych i automatyce budynkowej. Należy przy tym zauważyć, że branża IT/telekomunikacyjna stanowi w przypadku szaf i obudów rynek odmienny od przemysłu czy energetyki, stąd jej rzadsze wskazania w statystyce. W praktyce jednak dla wielu firm klienci z tego rynku są głównymi odbiorcami produktów i usług.
Tomasz Pawłowski
Weidmüller
Gdzie najczęściej wykorzystuje się szafy i obudowy przemysłowe? Do jakich branż trafiają?
Małogabarytowe metalowe obudowy przemysłowe wykorzystywane są w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych, tam gdzie ochrona urządzeń wewnątrz ma kluczowe znaczenie dla ciągłości procesu przemysłowego. Głównymi branżami są tutaj przemysł chemiczny i petrochemiczny. Panują w nich szczególnie trudne warunki środowiskowe, a dodatkowo dochodzą jeszcze strefy zagrożone wybuchem, w przypadku których stawiane są dodatkowe wymogi techniczne i prawne. Głównymi odbiorcami obudów są generalnie klienci końcowi, integratorzy systemów oraz sektor OEM.
Jakie są cechy charakterystyczne nowoczesnych szaf i obudów?
Nowoczesne obudowy muszą spełniać przede wszystkim podstawowe cechy wynikające ze stopnia ochrony IP, klasy temperatury oraz certyfikacji zgodnej z wymogami danej branży czy aplikacji. Ważna jest tutaj trwałość mechaniczna danego produktu i odporność na środowisko, w którym pracuje. Istotne jest też, aby wnętrze obudowy było odpowiednio wentylowane.
Coraz częściej klienci zwracają uwagę także na skuteczne uziemienie i kompatybilność EMC. Dotyczy to nie tylko samych obudów, ale i dławików, które odpowiedzialne są za wprowadzenia kabli przyłączeniowych. Wszystko to przekłada się na wysoką cenę finalną produktu.
Na jakie cechy obudów przemysłowych zwracają najczęściej uwagę klienci branżowi?
Coraz większa liczba odbiorców oczekuje gotowych rozwiązań "szytych na miarę". Ważne jest tutaj wsparcie w zakresie doradztwa, zaprojektowania, montażu i dostawy gotowej obudowy. Często ma być ona dodatkowo oznaczona według potrzeb klienta i zgodnie z wymogami środowiska, w którym pracuje.
Klienci coraz częściej też szukają narzędzi do samodzielnego zaprojektowania i szybkiej wyceny obudów, tak aby móc określić wstępnie ceny już na etapie projektu. Zapobiega to częstym nieporozumieniom wynikającym ze złego oszacowania wartości projektu i udziału w nim obudów. Ważna jest też dostępność modeli cyfrowych wybranych rozwiązań, których można użyć w standardowych programach projektowych.
Jeżeli chodzi stricte o przemysł, to prezentujemy jeszcze jedną statystykę uwzględniającą charakter działalności firm kupujących szafy i obudowy. Mamy tu do czynienia z w miarę podobnym udziałem trzech grup firm – OEM, czyli producentów maszyn i urządzeń, klientów końcowych oraz integratorów systemów. Do pierwszej z grup wliczają się też prefabrykatorzy rozdzielnic (szaf elektrycznych), którzy są głównie odbiorcami produktów metalowych, a także producenci urządzeń elektrycznych i elektronicznych wykorzystujący w dużej części obudowy z tworzyw sztucznych.
Oczekiwania klientów
Jakie są wymogi klientów względem dostawców obudów przemysłowych oraz samych produktów? W przypadku obudów należących do obydwu grup na pierwszym miejscu zestawienia znalazły się parametry techniczne, lecz już na drugim miejscu wskazania dotyczące krótkich terminów dostaw. Zagadnienie to ma szerszy kontekst, gdyż jest powiązane z niedoborami komponentów i surowców na rynku, co wpływa na dostępność i koszty samych obudów, jak też dostępność urządzeń i komponentów przewidzianych do montażu w szafach. Na ten temat rozmawialiśmy z dyrektorem firm Rittal Polska (publikacja na stronie www.automatykab2b.pl), który wskazywał zagadnienie jako istotny problem dla całego rynku, w tym w szczególności integratorów systemów i prefabrykatorów szaf elektrycznych.
Do kolejnych istotnych czynników zaliczają się: niska cena, dostępność wsparcia technicznego i know-how dostawcy oraz kompletność oferty (szczególnie w przypadku szaf i obudów metalowych). Liczą się także: posiadanie przez produkty odpowiednich certyfikatów (kluczowe w takich branżach, jak chemiczna, górnicza czy morska) oraz dostępność wyrobów na zamówienie (co ciekawe, więcej wskazań dotyczyło tutaj produktów metalowych niż obudów z tworzyw sztucznych).
Trendy i rozwój rynku w średnim terminie
Jako że bieżąca analiza jest kolejnym z tego typu opracowań publikowanych w IRA, spójrzmy jeszcze na to, co zmieniało się w ostatnich latach na rynku, oraz na listę czynników obecnie wpływających na branżę produkcji i dystrybucji szaf oraz obudów. Owe dwa lata obejmują naturalnie okres pandemii, której wpływ na omawiany sektor był dwojaki. Z jednej strony, początkowo spowodowała ona zatrzymanie projektów oraz inwestycji, co dotyczyło bardzo wielu branż. Z drugiej strony karta szybko odwróciła się i przemysł oraz inne branże wróciły do inwestowania – i to ze zwiększoną siłą. Wielu respondentów przyznało, że pandemia efektywnie zwiększyła obroty na rynku, ale też spowodowała spore problemy z komponentami i terminową realizacją zamówień. Ten stan trwa w pewnych obszarach do dzisiaj, cały czas bowiem występują zakłócenia w dostawach niektórych komponentów.
Czy można obserwować inne zjawiska negatywne, które wpływają na opisywany biznes? Owszem, respondenci wymieniali je jako odpowiedzi na kolejne pytanie otwarte. Najczęściej pojawiały się tu: koszty surowców, inflacja, duża podaż obudów o niższej jakości (szczególnie w zakresie niewielkich produktów z tworzyw sztucznych) oraz konkurencja (ze szczególnym wskazaniem dostawców produktów dalekowschodnich). Wskazywano też na ciągłe przypadki kopiowania produktów markowych. Rynek nie jest w pełni stabilny, a w wychodzeniu z postpandemicznych problemów nie pomaga konflikt toczący się od wielu miesięcy za naszą wschodnią granicą.
Mateusz Malec
Micros
Jak dobierać systemy kontroli klimatu? Gdzie wystarczy wentylacja, a gdzie konieczne jest stosowanie klimatyzatorów?
Najważniejsze to uświadomić sobie, jak wrażliwe na wysoką temperaturę są elementy elektroniki w szafach sterowniczych. Nawet ich minimalne przegrzanie może powodować przestoje w funkcjonowaniu, niestabilną pracę, a nawet doprowadzić do całkowitej awarii.
Żeby dobrze dobrać system kontroli klimatu, trzeba sprawdzić pod kątem środowiskowym lokalizację, gdzie będzie on używany. W pomieszczeniach, w których powietrze jest czyste, a temperatura wewnątrz szafy nie musi być niższa od tej, która ją otacza, stosuje się wentylatory mające na celu przewietrzanie obudowy. Tam z kolei, gdzie oprócz szafy znajdują się inne urządzenia generujące dużo ciepła, a temperatura musi być niższa od otoczenia, a także gdzie zauważyliśmy duży spadek mocy, wewnątrz szafy zastosujmy klimatyzator.
Innymi sposobami chłodzenia są rozwiązania w których ciecz jest czynnikiem chłodzącym, a także wymienniki ciepła (powietrze-powietrze i woda-powietrze).
Kto jest odbiorcą urządzeń takich jak omawiane? Czego szukają klienci?
Z perspektywy pracy w hurtowni elektronicznej Micros, w której mamy głównie komponenty, mogę stwierdzić, że klienci szukają właśnie takich elementów jak wentylatory i akcesoria do nich przeznaczone. Zwracają oni szczególną uwagę na dostępność, cenę i parametry techniczne produktów.
Oczywistymi odbiorcami omawianych urządzeń są najczęściej instalatorzy, serwisanci i prefabrykatorzy. Wymienione elementy znajdują zastosowania w branżach IT, systemach automatyki i w gałęziach przemysłu maszynowego. Ich dostawcy konkurują ze sobą przede wszystkim na poziomie ceny, jakości, doświadczenia i innowacji.
O ograniczenia zapytaliśmy w ankiecie również w jednym z pytań wielokrotnego wyboru. W tym przypadku głównym problemem są ciągle drogie surowce (metale, tworzywa sztuczne). Kolejne wyzwania, z którymi muszą mierzyć się działający w branży dostawcy, to duża konkurencja (w tym dalekowschodnia), oszczędności po stronie klientów, a także w przypadku części odbiorców "brak wiedzy i chęci do inwestycji w dobre obudowy".
Dla równowagi spójrzmy na zagadnienia o charakterze pozytywnym. Respondentów zapytaliśmy o czynniki sprzyjające rozwojowi branży krajowej i w odpowiedzi podali oni szereg wskazań, w tym m.in.: rozwój branż będących odbiorcami szaf oraz obudów (producenci maszyn, budownictwo, infrastruktura, przemysł), relatywnie wciąż niskie koszty pracy w Polsce i wynikającą z tego przewagę konkurencyjną oraz dotacje unijne. Ciekawym wskazaniem było to dotyczące dużych kosztów frachtu, które ograniczają import produktów, szczególnie dużych gabarytowo i ciężkich, zapewniając korzyści lokalnym producentom szaf i obudów. Jedną z odpowiedzi było też "stabilne prawo", choć tutaj nie wiadomo, co jej autor miał na myśli. Finalnie – pojawiły się wskazania potrzeb modernizacji oraz wzrost wymogów co do jakości, innowacyjności produktów.
Osprzęt elektroinstalacyjny i aparatura niskiego napięcia
Przesyłanie i rozdział energii elektrycznej, przełączanie obwodów, zasilanie oraz zabezpieczanie urządzeń – we wszystkich tych aplikacjach korzysta się z aparatury niskiego napięcia oraz różnego typu złączek. Do tych ostatnich zaliczają się przede wszystkim popularne złączki listwowe, z kolei urządzenia nn to przede wszystkim elementy ochronne, różnego rodzaju łączniki, aparatura silnikowa i inne, w tym bardziej złożone aparaty elektryczne. W bieżącej analizie omawiamy powiązany z nimi rynek, na którym działa spora grupa niemieckich i francuskich producentów, a także szereg lokalnych firm dystrybucyjnych – z hurtowniami elektrotechnicznymi na czele.
Przedstawione w opracowaniu produkty sklasyfikowano w dwóch grupach, podobnie jak miało to miejsce w poprzednich tego typu badaniach. Pierwszą stanowią złączki szynowe (listwowe), a więc komponenty umożliwiające łączenie zasilania, sygnałów sterujących, pomiarowych i innych. Oprócz tworzenia połączenia elektrycznego są one również elementami mechanicznymi, zapewniającymi mocowanie i organizację połączeń w szafie elektrycznej. Wbrew pozorom złączki mogą być elementami złożonymi, wyposażonymi w układy elektroniczne, do tego mogą być zestawiane w pakiety o różnej wielkości i funkcjonalności. W przypadku tej grupy produktów zachodzi również ciągła ewolucja w zakresie mechanizmów łączeniowych (sposoby mocowania przewodów) oraz materiałów używanych na połączenia elektryczne oraz na obudowy.
Drugą grupą wyrobów są aparaty niskiego napięcia, co obejmuje kilka istotnych podgrup. Po pierwsze są to różnego rodzaju łączniki elektryczne, w skład których wchodzą m.in. wyłączniki nadmiarowo- i różnicowo-prądowe, łączniki krzywkowe, a także przekaźniki i styczniki. Aparaty nn to również urządzenia do zasilania silników i sterowania ich pracą, a także elementy służące do ochrony maszyn i instalacji przed zaburzeniami oraz przepięciami sieciowymi. W szczególności obejmuje to bezpieczniki, które występują w wielu wersjach pod względem wielkości obudów i obciążalności. Na rynku dostępna jest też szeroka gama osprzętu do montażu tablicowego, obudowy, szynoprzewody, dławnice, peszle i inne produkty.
Potrzeby krajowych odbiorców
Jeżeli chodzi o wymogi stawiane przez klientów omawianym produktom i ich dostawcom, to mamy do czynienia z w miarę stałą listą. Jej pierwsze miejsca zajmują niezmiennie: koszty zakupu, parametry techniczne i cechy oraz jakość produktów. Zestawienie to jest zrozumiałe, jeżeli weźmie się pod uwagę zastosowania omawianych komponentów i urządzeń. Aparatura niskiego napięcia jest odpowiedzialna za przesył energii, zabezpieczanie maszyn i instalacji, wykorzystywana do przełączania dużych prądów, często też musi pracować przez wiele lat w niesprzyjających warunkach środowiskowych – wszystko to przekłada się na wysokie wymogi co do jej niezawodności. Stąd też wybierane są tu produkty pochodzące od markowych dostawców, o rozpoznawalnej, potwierdzonej jakości i mające odpowiednie certyfikaty. Z drugiej strony podaż omawianych wyrobów jest duża, co pozwala wynieść czynnik kosztowy na początek statystyki.
Rozdzielnice elektryczne i aparatura nn
Rozdzielnice to zespoły urządzeń elektroenergetycznych do rozdziału energii elektrycznej, łączenia i ochrony obwodów zasilania i odbiorczych. Stanowią nagromadzenie łączników, współpracującego sprzętu sterowniczego, sygnalizacyjnego, zabezpieczającego i regulującego oraz elementów konstrukcyjnych. W artykule „Rozdzielnice elektryczne i aparatura nn” w serwisie www.automatykaB2B.pl przedstawiamy wybrane kwestie z zakresu zgodności rozdzielnic z obowiązującymi przepisami i przykłady aparatury nn w nich instalowanej.
Zwracamy w tym miejscu również uwagę na ostatni z elementów w wynikach – "czas dostawy, logistyka", który w bieżącym badaniu zwiększył się o średnio kilkanaście punktów procentowych w stosunku do statystyki z poprzednich analiz publikowanych w IRA. Powodem są niewątpliwie problemy z dostępnością surowców i komponentów, które przez wiele miesięcy występowały w sektorach elektronicznym i elektrotechnicznym.
Sytuacja w branżach
Koniunktura na omawianych rynkach była w ostatniej dekadzie zmienna, ale raczej pozytywna – tak wynika z ocen rodzimych dostawców, które były nam udzielane w kolejnych badaniach rynku. W najnowszym badaniu sytuację w branży złączek listwowych jako dobrą oceniło prawie 9 na 10 badanych, zaś w obszarze aparatury nn aż 94%. W obydwu grupach wyniki są zbliżone do stanu w zeszłej dekadzie sprzed pandemii.
Respondenci byli mniej zgodni co do obecnie występujących trendów. Prawie połowa z nich uznała, że sytuacja w sektorach nie zmienia się, jednak co piąty i co czwarty (zależnie od grupy produktów) stwierdził, że koniunktura słabnie. Z drugiej strony odpowiednio 35% i 25% osób uznało, że koniunktura się poprawia. Bardzo możliwe, że istotnym czynnikiem różnicującym odpowiedzi są typy produktów sprzedawanych przez dane firmy oraz branże, w których te podmioty działają. W efekcie opinie o rynku i jego zmianach są po prostu różne.
Jaki jest charakter branż pod względem wartościowym? W przypadku rynku złączek respondenci podawali kwoty od kilku do ponad 150 mln zł rocznie, zaś średnia wyniosła około 80‒150 mln zł. Jest to mniej niż w latach poprzednich (100‒200 mln cztery lata temu, 130‒140 mln dwa lata temu), ale też otrzymaliśmy relatywnie niedużo odpowiedzi. Jeżeli chodzi o aparaturę niskiego napięcia, to rynek z nią związany szacowano na znacznie wyższe wartości – od dziesiątek milionów do ponad miliarda złotych. W tym przypadku średnia to kilkaset milionów, przy czym ponownie nie dysponowaliśmy tu danymi o istotnej wiarygodności statystycznej. Dodajmy, że w poprzednich analizach pułap średnich ocen wielkości rynku aparatury niskiego napięcia wynosił 500‒600 mln zł.
Niezmienni liderzy rynku
Rodzimi odbiorcy, szukając dostawców aparatury nn i złączek, stawiają przede wszystkim na firmy zachodnioeuropejskie, które kojarzone są z dobrą jakością i niezawodnością. Jest to sytuacja analogiczna do lat poprzednich, niewiele zmieniła się również statystyka dotycząca najbardziej rozpoznawalnych marek produktów.
Jeżeli chodzi o złączki, to w tej branży w Europie liczą się 3‒4 niemieckie firmy. Najpopularniejszymi markami wytypowane zostały: WAGO, Phoenix Contact i, w dalszej kolejności, Weidmüller oraz Wieland Electric. Każda z tych firm zapewnia szeroką ofertę złączek, a także m.in. urządzeń do sieci komunikacyjnych, sterujących, modułów komunikacyjnych czy zasilaczy. Jeżeli chodzi o producentów polskich, to głównym dostawcą jest "Pokój" S.E. Wyniki te są bardzo zbliżone do publikowanych w poprzedniej analizie. Przypominamy tu również, że są to statystyki dotyczące popularności firm w kraju, a nie ich udziałów w rynku i wielkości realizowanej sprzedaży.
W zakresie aparatury niskiego napięcia mamy do czynienia z większą grupą przedsiębiorstw, ale też nadal dominacją kilku dużych graczy. Dwoma najpopularniejszymi są w Polsce, zdaniem naszych respondentów, Eaton Electric oraz Schneider Electric. Kolejnym z dostawców jest Siemens, później Legrand, ABB, następne na liście są m.in.: Hager, Phoenix Contact oraz Relpol i ETI. Ponownie – statystyka nie ma charakteru ilościowego, a jedynie dotyczy rozpoznawalności i ocenianej popularności firm w Polsce (i to spoglądając z perspektywy przemysłu). Jak jednak pokazuje nasze doświadczenie bazujące na blisko dwóch dekadach badań – oceny te całkiem nieźle oddają stan rzeczywisty.
Zasilacze i systemy zasilania gwarantowanego
We współczesnym przemyśle istnieje szereg urządzeń i systemów wymagających niezawodnego dostarczania energii, podtrzymania zasilania w razie awarii sieci oraz zapewniania jakościowych dostaw energii. Zasilanie dotyczy także mniejszych urządzeń i systemów – przykładowo układów sterujących oraz maszyn. Do tego dochodzą kwestie zwiększania efektywności energii, czego skutkiem całość branży jest rozwojowa. Przedstawiamy analizę związanego z nią rynku oraz zmian technologicznych w tytułowym zakresie.
Oferowane tutaj produkty obejmują urządzenia małogabarytowe, w tym w różnych wersjach (np. do montażu na szynie DIN, wtyczkowych, OEM, itd.), przetwornice napięć oraz zasilacze buforowe. Jeżeli chodzi o pozostałe urządzenia, to tu są one typowo elementami większych systemów zasilania gwarantowanego. Tutaj wchodzą m.in. zasilacze bezprzerwowe UPS, zasilacze bezprzerwowe, które określane są mianem UPS-DC, a także liczne elementy dodatkowe – sterujące, pomiarowe czy komunikacyjne, a także układy przełączające.
Michał Przybylski
EVER
Jakie są korzyści związane ze stosowaniem urządzeń UPS?
W dobie wykorzystania coraz bardziej zaawansowanych procesów technologicznych powstaje zapotrzebowanie na wysoką jakość i niezawodność zasilania elektrycznego. Pewność dostarczania do odbiorników energii oraz jej jakość można zwiększyć za pomocą różnych środków technicznych. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie systemów zasilania gwarantowanego z podwójnym przetwarzaniem energii, czyli UPS-ów wykonanych w topologii on-line. W przypadku zaniku lub nieprawidłowości napięcia sieciowego UPS umożliwia dostarczenie energii do odbiorników w określonym czasie, niezbędnym do bezpiecznego i kontrolowanego zakończenia realizowanych procesów, a często poprawia dodatkowo jakości napięcia dostarczanego do zasilanych urządzeń.
Jak wygląda to w środowisku przemysłowym? Jakie są istotne zagadnienia z tym związane?
Zasilacze UPS przeznaczone do zastosowań przemysłowych zasilają różnego rodzaj odbiorniki. Są one stosowane zarówno do podtrzymania zasilania pojedynczych elementów wykonawczych i urządzeń kontrolno-pomiarowych, całych stanowisk roboczych (takich jak np. obrabiarki CNC), jak też automatyki przemysłowej stosowanej na liniach produkcyjnych. UPS-y w topologii on-line zapewniają skuteczną ochronę przed najczęściej spotykanymi zaburzeniami występującymi w sieci elektroenergetycznej. Zaliczyć możemy do nich: zaniki napięcia (krótkotrwałe bądź długotrwałe), wahania wartości napięcia (wzrosty lub zapady napięcia), przepięcia (krótkotrwałe impulsy wysokonapięciowe), wahania częstotliwości napięcia oraz odkształcenia przebiegu napięcia (wyższe harmoniczne).
Wraz z rozwojem osprzętu elektrycznego, elektronicznego i informatycznego wzrasta niebezpieczeństwo powstawania i oddziaływania zaburzeń. Typ oraz charakter powstających i oddziałujących zaburzeń zależy od wykorzystywanych urządzeń. Układy, w których zachodzą częste stany łączeniowe elementów biernych, mogą mieć tendencje do generowania przepięć powstających w stanach przejściowych – szczególnie groźnych dla pracy półprzewodnikowych elementów elektronicznych. Oddziaływania te skutkują niejednokrotnie uszkodzeniem podzespołów, powstawaniem nadmiernych strat mocy, przegrzewaniem się osprzętu, wystąpieniami awarii urządzeń lub całych systemów.
Podsumowując – zastosowanie jednostki UPS ogranicza ryzyko zakłócenia przebiegu procesu produkcyjnego i zwiększa wydajności zakładu poprzez eliminację przestojów. Jako że zakup UPS-ów jest często odkładany przez inwestorów, zwrócić należy uwagę na fakt, że koszty związane z przestojem zakładu w wyniku braku zasilania czy straty w materiałach nienadających się do wykorzystania (przerwanie procesu produkcyjnego) są niejednokrotnie o wiele większe niż rozsądna inwestycja w skuteczne zabezpieczenie.
Odbiorcy w przemyśle i innych branżach
Zdaniem naszych respondentów istotnymi odbiorcami produktów są ich klienci końcowi. Dzieje się tak zarówno w przypadku zasilaczy, gdzie klienci końcowi stanowią 28% i zajmują pierwsze miejsce wśród grup odbiorców, jak i UPS-ów, gdzie grupa klientów końcowych to 26%. Na rynku UPS nieznacznie częściej dostarczane urządzenia trafiają jednak do integratorów (28%). Z kolei na rynku zasilaczy drugą grupą pod względem liczebności są producenci OEM. Zarówno zasilacze, jak i UPS-y oferowane przez ankietowanych dostawców dość rzadko trafiają do firm poza przemysłem.
Wśród najważniejszych obszarów wykorzystania zasilaczy i UPS-ów przez klientów w pierwszej kolejności wymienić należy przemysł produkcyjny. Aż 97% respondentów informuje, że przemysł należy do ich grupy odbiorców w przypadku zasilaczy i 89% w przypadku UPS-ów. Na rynku UPS-ów drugim pod względem znaczenia odbiorcą urządzeń jest IT i telekomunikacja (75%), natomiast w przypadku zasilaczy na drugim miejscu znajduje się energetyka (74%). Pozostałe sektory, czyli medyczny, pojazdy i transport, zastosowania konsumenckie oraz specjalne i wojskowe, mają już znacznie mniejszy udział procentowy w zestawieniu.
Ankietowani, odpowiadając na pytanie o najbardziej perspektywiczne branże, będące odbiorcami oferowanych zasilaczy i UPS-ów, podobnie jak w przypadku wskazywanych obszarów wykorzystania produktów, najczęściej wymieniali spontanicznie energetykę oraz przemysł. Wśród innych popularnych branż pojawiała się także telekomunikacja, IT oraz transport.
Czym kierują się klienci?
Na postawie badań można zauważyć, że najważniejszym kryterium wyboru są dla klientów parametry techniczne i cechy zarówno w przypadku zasilaczy, jak i UPS-ów. Na rynku UPS-ów kolejnym istotnym czynnikiem jest cena, natomiast dla zasilaczy są nimi w jednakowym stopniu marka / renoma producenta oraz kwestie logistyczne.
Jakość energii i efektywność energetyczna w przemyśle
Z energii elektrycznej korzystają gospodarstwa domowe, różne firmy i odbiorcy instytucjonalni, a także – i to przede wszystkim – przemysł. Jej odbiorcy oczekują nie tylko zasilania bezprzerwowego, ale też spełniającego standardy jakości, bowiem w przypadku uchybień w tym zakresie występować mogą przerwy w pracy urządzeń i ich uszkodzenia. Jednocześnie, aby za energię nie przepłacać, ważne jest jej odpowiednie monitorowanie oraz stosowanie rozwiązań technicznych i strategii sprzyjających ograniczaniu jej zużycia. Polecamy artykuł o tytule jak powyżej znajdujący się w serwisie www.automatykaB2B.pl.
A jak wyglądają zmiany preferencji klientów w czasie? Pomiar ten wykonywaliśmy regularnie co dwa lata, począwszy od 2012 roku. Obecnie, podobnie, jak w latach poprzednich, najważniejszym kryterium wyboru dla klientów są cechy i parametry techniczne zasilaczy. Analizując „siłę” poszczególnych czynników, najwyższy, bo aż 81% wynik uzyskały właśnie parametry techniczne urządzeń. W dalszej kolejności pojawia się jakość (69%), kwestie logistyczne (65%) i cena 64%. Najmniejsza waga przywiązywana jest w tym roku do długotrwałej współpracy (59%). Pomimo, podobnie jak w przeszłości, najniższej pozycji tego parametru na liście cech produktów decydujących o wyborze przez klientów, na uwagę zwraca fakt, że w porównaniu do lat ubiegłych wypada on znacząco lepiej. Podobnie jak w przypadku współpracy dość znacząco w porównaniu do wcześniejszego okresu zyskały wspomniane już wcześniej kwestie logistyczne i dostępność. Biorąc pod uwagę problemy z zaopatrzeniem w komponenty i gotowe produkty, z którym mieliśmy do czynienia przez ostatni rok, nie powinien dziwić tak duży skok znaczenia tych parametrów w ostatnim czasie. Dostępność oraz pewność zrealizowania inwestycji poprzez dostarczenie pożądanych przez odbiorcę urządzeń w terminie staje się bardzo ważnym aspektem wyboru, z czym wcześniej raczej rzadko mieliśmy do czynienia. Można z tego odczytu wysnuć wniosek, że niepewność na rynku, spowodowana przerwami w łańcuchach dostaw oraz bliskością zagrożeń geopolitycznych wynikających z toczącej się za naszą wschodnią granicą wojny, stała się istotnie odczuwalna dla odbiorców przemysłowych.
Nowości technologiczne
Ankietowani wymienili kilka ich zdaniem najważniejszych nowości technologicznych, mających istotny wpływ na rynek zasilaczy i UPS-ów. Obok postępującej miniaturyzacji układów, efektywniejszych i bardziej funkcjonalnych systemów zarządzania wśród ważnych nowości technicznych wymieniono trzy istotne obszary, które skrótowo omówiono poniżej.
Automatyczna regulacja napięcia
AVR (Automatic Voltage Regulation) to system automatycznej regulacji napięcia wyjściowego. AVR kontroluje moc wyjściową, mierząc napięcie i porównując je ze stabilnym odniesieniem. Informacja o różnicy jest następnie wykorzystywana do regulacji prądu poprzez jego zwiększanie lub zmniejszanie. Sama technologia znana jest już od wielu lat, jednak z czasem pojawiają się coraz nowsze jej implementacje, oparte na wydajniejszych algorytmach. Automatyczny regulator napięcia (AVR) zapewnia dostarczanie napięcia wyjściowego zgodnego z prądem obciążenia. Pomaga to złagodzić, a nawet wyeliminować szkody, jakie wahania napięcia mogą spowodować w sprzęcie.
Półprzewodniki SiC i poprawa efektywności
Węglik krzemu (Silicon Carbide, SiC) coraz częściej wypiera krzem z energoelektroniki. Ponad dziesięć razy niższa rezystancja w stanie przewodzenia oraz znacznie krótszy czas przełączania umożliwiają pracę na wyższych częstotliwościach i z lepszą sprawnością. SiC zapewnia niską rezystancję przy przewodzeniu prądu, lepsze współczynniki temperaturowe, a także dłuższą żywotność urządzeń. W energoelektronice najczęściej wykorzystywane elementy wykonane z węgliku krzemu to diody Schottky’ego, tranzystory MOSFET SiC oraz moduły stanowiące połączenie wielu struktur SiC w jedną całość. Dzięki zastąpieniu półprzewodników krzemowych półprzewodnikami z węglika krzemu można aż o 30% ograniczyć masę i rozmiar urządzeń. SiC znajdują swoje zastosowanie m.in. w falownikach do systemów fotowoltaicznych, ładowarkach akumulatorów, konwerterach energii elektrycznej i napędach elektrycznych.
Zabezpieczenia zasilania
Jednym z istotnych elementów rozwoju systemów zasilania w przemyśle jest wdrażanie coraz lepiej działających systemów ochrony. Należą do nich m.in. zabezpieczenia przed problemami z jakością działania sieci elektrycznej (przepięciami, skokami lub spadkami napięcia), jak i zabezpieczenia przeciwzwarciowe oraz te, których źródłem jest sam sprzęt. Implementowane obecnie rozwiązania w zakresie zabezpieczeń w sieci elektrycznej to OCP (Overcurrent Protection) zapewniający ochronę przed przepięciami prądowymi, OVP (Overvoltage Protection) – zabezpieczające przed zbyt wysokim napięciem mogącym się pojawić na linii zasilającej oraz UVP (Undervoltage Protection) – chroniący ciągłość działania podzespołu przed spadkiem napięcia. OCP monitoruje jeden lub więcej obwodów, zapobiegając dostarczaniu przez zasilacz większej ilości prądu, niż są w stanie obsłużyć jego obwody. Funkcja zapobiega temperaturowemu zużyciu kabli i złączy zasilacza oraz uszkodzeniom obwodów.
Innymi kategoriami układów ochronnych są zabezpieczenia przeciwzwarciowe SCP (Short Circuit Protection) oraz OTP (Overtemperature Protection) – ochrona przed przegrzaniem elementów, co powoduje zakłócenia w ich pracy i krótszą żywotność oraz OLP (Overload Protection). Z kolei funkcja OVP zabezpiecza przed uszkodzeniem zasilacza z powodu przetężenia (w tym zwarć na wyjściu). Zabezpieczenie jest aktywowane wtedy, gdy prąd obciążenia jest większy niż wartość graniczna.
Kompleksowe i pewne zabezpieczenia stanowią jedną z ważniejszych funkcjonalności systemów zasilania w przemyśle. Według opinii naszych ankietowanych implementacja kompleksowych układów zwiększających bezpieczeństwo i ciągłość działania jest jedną z cech, na które klienci zwracają uwagę w pierwszej kolejności.
Komponenty sterowniczo-sygnalizacyjne do paneli i maszyn
Sterowanie maszynami, sygnalizacja ich pracy oraz kontrola parametrów procesowych to kluczowe zadania personelu obsługującego instalacje technologiczne. Komponenty sterowniczo-sygnalizacyjne pełnią tu niezwykle ważną funkcję, stanowiąc interfejs między operatorem a urządzeniami. W niniejszej analizie omawiamy trzy główne grupy tych produktów, ich dostawców oraz najpopularniejsze marki dostępne na rynku.
Trzy grupy produktów
Pierwsza z wymienionych grup produktów obejmuje różnorodne urządzenia panelowe – moduły o standaryzowanych wymiarach zewnętrznych, wyposażone w wyświetlacze LED lub LCD. W skład tego asortymentu wchodzą wskaźniki tablicowe, które umożliwiają wizualizację różnych wartości pomiarowych oraz zapewniające proste funkcje alarmowe i sterowania. Kolejną pod grupą są regulatory jedno- i wielokanałowe oraz podstawowe sterowniki procesowe, umożliwiające kontrolę wartości na wyjściach w zależności od zmian parametrów wejściowych. Trzecią grupę stanowią rejestratory danych, obecnie najczęściej dostępne w wersjach cyfrowych, oferujące dodatkowe funkcje związane z analizą danych. Ich udziały w rynku pozostają stosunkowo stałe.
Urządzenia tablicowe są najczęściej wykorzystywane tam, gdzie niezbędne są pomiary i wizualizacja różnych wielkości fizycznych. Szeroko stosuje się je również w kontrolach procesów ciągłych oraz do sterowania różnymi systemami, gdzie wymagana jest regulacja i nadzór nad urządzeniami. Ważnymi obszarami ich zastosowań są również aplikacje związane z maszynami oraz systemami kontroli procesów dyskretnych. Oprócz wskazywania różnych parametrów fizycznych, mogą być używane do monitorowania prędkości obrotowej silników, liczby wyprodukowanych jednostek czy czasu pracy. Ponadto, oprócz lokalnej wizualizacji, istotne jest przetwarzanie i przekazywanie danych do systemów centralnych.
Wskaźniki panelowe, regulatory oraz rejestratory znajdują zastosowanie także poza przemysłem – na przykład w energetyce. W tych aplikacjach popularne są zarówno mierniki tablicowe, jak i ich wersje do montażu na szynie DIN. Dodatkowo istnieje stałe zapotrzebowanie na mierniki wskazówkowe, wykorzystywane między innymi w ciepłownictwie, przemyśle spożywczym czy systemach przesyłowych.
Druga grupa produktów to osprzęt sterowniczo-sygnalizacyjny, który służy do sterowania pracą systemów, urządzeń, a także szaf oraz paneli sterowniczych. W jej skład wchodzą m.in. przełączniki, przyciski, lampki sygnalizacyjne, klawiatury oraz kasety sterownicze. Zastosowaniami tych ostatnich są między innymi suwnice, podnośniki i podobne urządzenia.
Głównym ich odbiorcą jest niezmiennie przemysł. Przełączniki, przyciski czy klawiatury są szeroko stosowane w sektorze maszynowym (OEM), w liniach technologicznych oraz różnorodnej produkcji. Korzystają z nich zarówno prefabrykatorzy tablic rozdzielczych, producenci maszyn, szaf sterowniczych, jak też integratorzy systemów. Istnieje ponadto odrębny segment rynku związany z klawiaturami, które występują w różnych wariantach, od samodzielnych do montażu pulpitowego, po te przeznaczone do integracji w różnorodnych urządzeniach elektrycznych, konsumenckich czy medycznych.
Ostatnią grupę produktów omawianych w analizie stanowią sygnalizatory świetlno-dźwiękowe, które obejmują różnorodne lampy, wieże sygnalizacyjne oraz elementy generujące dźwięki. Produkty te występują w różnych kształtach, z różnymi rodzajami źródeł światła i dźwięku, jako konstrukcje samodzielne oraz zintegrowane. Istnieje także wiele wersji specjalistycznych. Szczególną kategorią są wspomniane wieże świetlne, składające się z jednego lub kilku elementów sygnalizacyjnych (w tym dźwiękowych) zamontowanych na wspólnym maszcie. Są one dostępne zarówno jako gotowe rozwiązania, jak i elementy modułowe, które umożliwiają dostosowanie wieży do indywidualnych potrzeb klientów oraz łatwą rekonfigurację.
Sygnalizatory świetlno-dźwiękowe znajdują zastosowanie zarówno w przemyśle, jak i poza nim. Służą one do sygnalizacji stanu pracy instalacji technologicznych, bram, urządzeń oraz jako elementy systemów ostrzegawczych. Przemysł jest głównym odbiorcą wież sygnalizacyjnych, które cieszą się popularnością zwłaszcza w branży maszynowej i przemysłowej. Jeśli chodzi o zastosowania poza przemysłem, głównie związane są one z budynkami, różnego rodzaju obiektami oraz infrastrukturą transportową. Sygnalizatory używane są na przykład jako oświetlenie przeszkodowe, elementy systemów przeciwpożarowych oraz informacyjnych. Istnieją też zastosowania w handlu, pojazdach i logistyce, a także w transporcie lotniczym, morskim oraz w aplikacjach wojskowych i specjalnych.
Dostawcy oraz popularne marki
W analizowanym obszarze uwzględnić należy szeroki zakres dostawców, obejmujący zarówno lokalnych producentów, oddziały zagranicznych firm, jak i specjalistycznych dystrybutorów. Asortyment dostępny na rynku jest niezwykle zróżnicowany, oferowane są tu produkty zarówno z Polski, EuropyZachodniej, jak i obszaru Dalekiego Wschodu. Aparatura tablicowa, osprzęt sterowniczo-sygnalizacyjny oraz sygnalizatory świetlno-dźwiękowe są powszechnie dostępne na rynku, co przekłada się na konkurencyjność w poszczególnych sektorach. Jest to szczególnie widoczne w przypadku osprzętu.
Podobnie stabilna sytuacja panuje w przypadku popularności marek produktów wśród krajowych klientów. W każdej z grup można wyróżnić kilku liderów rynkowych pod względem rozpoznawalności i popularności. W przypadku wskaźników, regulatorów i rejestratorów są to niezmiennie firmy: LUMEL, APAR oraz Omron Electronics. Szczególnie LUMEL, producent szerokiej gamy urządzeń pomiarowych, od lat cieszy się uznaniem w branży. Ważnymi markami są również: ABB, Crouzet, Patlite, Siemens, WERMA.
W obszarze dostawców osprzętu sterowniczo-sygnalizacyjnego dominują trzy marki – Eaton Electric, Schneider Electric oraz Siemens. Firmy dostarczają szeroki asortyment urządzeń niskiego napięcia oraz podzespołów automatyki, w tym także osprzęt sterowniczo-sygnalizacyjny. Kolejne popularne marki to m.in. ABB, WERMA, Allen-Bradley, Pfannenberg oraz EAO. Warto zauważyć, że w branży działa również kilku polskich producentów, takich jak Spamel, Promet oraz Pokój.
Jeśli chodzi o sygnalizatory, to na czołowych miejscach rankingu tradycyjnie znajdują się firmy takie jak WERMA Signaltechnik, AUER Signal, a także Schneider Electric, Patlite oraz Pfannenberg. Statystyki obejmują zbiorczo popularne marki sygnalizatorów świetlnych i dźwiękowych. W konkretnych kategoriach, takich jak lampy, wieże świetlne czy sygnalizatory dźwiękowe, liderzy mogą się różnić, o czym również należy pamiętać.
