Jak dobierać komponenty systemów sterowania?

| Wywiady

Rozmowa z Piotrem Adamczykiem, dyrektorem działu rozwoju sprzedaży w firmie ASTOR

Jak dobierać komponenty systemów sterowania?
  • Sterowniki programowalne czy kontrolery automatyki – gdzie są one stosowane i jakie są kryteria doboru?

Pomimo że PLC i PAC są urządzeniami bardzo podobnymi do siebie, to ich zastosowania są jednak różne. PLC to przede wszystkim obszar maszynowy i sterowania dyskretnego. Architektura takich systemów zakłada najczęściej jeden PLC z kilkoma modułami rozszerzeń i obsługą do około 256 sygnałów, aczkolwiek są układy, gdzie sygnałów jest znacznie więcej. Tak jest najczęściej przy sterowaniu aplikacjami mającymi charakter scentralizowany, w których nie ma potrzeby dodatkowej rozbudowy oraz obsługi innych urządzeń obiektowych. Z tego powodu PLC pracują najczęściej w maszynach i prostych aplikacjach dyskretnych. Tutaj kluczowa jest szybkość działania i krótkie cykle pracy, dzięki którym można osiągnąć bardzo dużą wydajność maszyn.

Obszar zastosowań PAC to przede wszystkim aplikacje procesowe i ciągłe. Tutaj zamiast bardzo krótkich czasów cykli – które są także możliwe, stawia się na możliwość pracy w architekturze rozproszonej, z obsługą redundancji na poziomie jednostek centralnych czy obsługę wielu pętli regulacji analogowej. Kontrolery PAC to także większe możliwości w zakresie programowania i komunikacji z innymi urządzeniami. Architektura systemów opartych na kontrolerach PAC daje użytkownikom większe możliwości w zakresie sterowania oraz diagnostyki.

  • Jakiego typu sterownikami zainteresowani są lokalni klienci?

Klienci aktualnie szukają optymalizacji funkcjonalno-kosztowej podczas wyboru systemu sterowania. Kompaktowe PLC znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie rozbudowa systemu w przyszłości o nową funkcjonalność, możliwości komunikacyjne czy obsługę dodatkowych I/O nie będzie potrzebna.

W przypadku zastosowań procesowych wybór pada najczęściej na kontrolery PAC z budową modułową. Większa uniwersalność oraz elastyczność powodują, że w przypadku PAC rozbudowa pod kątem podnoszenia dostępności, obsługi nowych standardów komunikacyjnych czy podłączania kolejnych węzłów w architekturze rozproszonej jest możliwa.

  • Jak dobrać komponenty systemu sterowania?

Wybór prawidłowego rozwiązania zawsze należy poprzedzić analizą potrzeb instalacji: jaka architektura, ile węzłów oddalonych, z czym się łączymy, jakiej wydajności oczekujemy, na jakim poziomie system ma być redundowany, jak będzie wyglądał proces programowania, diagnostyki, serwisu i dalszej rozbudowy? Na te pytania muszą odpowiedzieć zarówno producenci maszyn, jak i integratorzy dużych systemów. Bez względu na przeznaczenie i zastosowania inżynierowie zwracają uwagę na trzy rzeczy: niezawodność urządzenia, łatwość konfiguracji i programowania oraz dostęp do wsparcia technicznego.

  • Czy sterowniki, z punktu widzenia ich dystrybutora, dostarczane są jako oddzielne komponenty, czy raczej jako elementy większych kompletacji i wdrożeń?

Systemy stają się coraz bardziej skomplikowane i wykorzystuje się w nich szereg różnych komponentów, które dopiero po połączeniu we właściwy sposób spełnią oczekiwania klienta. To sprawia, że uruchamianie takich układów staje się z roku na rok bardziej skomplikowane i czasochłonne. Stąd też odbiorcy chcą zaopatrywać się w produkty u jednego dystrybutora, który nie tylko dostarczy całość kompleksowo, ale jeszcze zagwarantuje, że urządzenia będą ze sobą współpracowały i zapewnia jeden punkt kontaktowy w razie konieczności wsparcia przy uruchomieniu. Model kompleksowej dostawy bardzo mocno ogranicza ryzyko po stronie integratora i dodatkowo znacząco przyspiesza implementację, wdrożenie i uruchomienie systemu po stronie użytkownika końcowego.

Na poszukiwanie najtańszych produktów na rynku i to od różnych dostawców zdecyduje się albo bardzo świadomy integrator, który ma wiedzę, jak to wszystko połączyć, albo integrator szukający potencjalnych oszczędności przy dostawie. Nie zmienia to faktu, że odpowiedzialność za samodzielny dobór produktów z oferty różnych dostawców oraz właściwe połączenie ich ze sobą integrator bierze na siebie całościowo. W wielu przypadkach może to być bardzo ryzykowne.

  • Co z oprogramowaniem narzędziowym? Czy wymogiem stawianym dostawcom jest posiadanie przez nich jednego, kompleksowego narzędzia?

Unifikacja oprogramowania narzędziowego nie jest aktualnie wymogiem, ale niewątpliwie elementem, który ma duży wpływ na wybór rozwiązania przez klienta. Jeden software przyspiesza pracę i pozwala na łatwą integrację wszystkich elementów ze sobą. Nie można jednak zapominać o tym, że każdy system jest inny i wymaga stosowania komponentów od różnych dostawców.

Ważne jest to, aby dostarczać na rynek produkty zgodne z ogólnoprzyjętymi standardami, które można łatwo zintegrować ze sobą w jeden system. W takim przypadku wystarczy, że oprogramowanie narzędziowe pozwoli na import bibliotek do obsługi komponentów różnych dostawców.

Najlepszym przykładem może być tutaj Profinet i EtherCAT. Zgodność z tymi standardami powoduje, że z powodzeniem zaimplementujemy je w dowolnym systemie sterowania. Bez znaczenia będzie, czy będzie to PLC, układ we/wy, HMI, przemiennik częstotliwości, serwonapęd czy system bezpieczeństwa.

  • W jakim kierunku rozwijają się systemy sterowania?

Użytkownicy poszukują wartości dodanych – chcą lepiej rozumieć swoje procesy i umieć je przewidywać – zarówno w aspektach produkcyjnych, jak i operacyjnych oraz serwisowych. Z tego powodu coraz popularniejszy jest trend Edge Computingu, czyli przenoszenia części funkcjonalności, jakie do tej pory dawały wyłącznie systemy podłączone do chmury, bliżej produkcji, tj. na komputery IPC i kontrolery PAC instalowane bezpośrednio na maszynach i liniach produkcyjnych. To z kolei powoduje pojawianie się nowych urządzeń na rynku, które oprócz tradycyjnego sterowania pozwalają na uruchamianie narzędzi do optymalizacji produkcji, jej wizualizacji czy historyzacji danych. Wyróżniają się one możliwością tworzenia i uruchamiania serwisów pozwalających np. na predykcję zachowania systemu, ocenę potencjalnych awarii, ilości zużywanej w procesie energii czy wpływu czynników zewnętrznych – cen paliw, pogody, popytu, stanów magazynowych, itd. To jest przyszłość systemów sterowania.

  • A jak wygląda sytuacja na rynku, w szczególności w kontekście pandemii?

W 2020 roku wielu użytkowników i dostawców uświadomiło sobie, że trendy zmieniają się szybciej, niż zakładano. Po części jest to efekt budowania systemów zgodnie ze standardami Przemysłu 4.0, jednak duże znaczenie odegrał też COVID-19. Brak ludzi do pracy oznaczał zatrzymanie produkcji, spadek popytu, a także potrzeby dopasowania produkcji do aktualnej sytuacji rynkowej. To doprowadziło do automatyzacji szeregu procesów, które do tej pory były obsługiwane przez ludzi. Z tego powodu bardzo dużym zainteresowaniem cieszy się także robotyzacja. Efektem tego jest wzrost zainteresowania rozwianiem PLC/PAC w obszarze automatyzacji produkcji.

Aczkolwiek COVID-19 spowodował też anulowanie i przesuwanie w czasie projektów wdrożeniowych, które miały słabe uzasadnienie biznesowe lub czas zwrotu z inwestycji był za długi. Wiele zakładów przemysłowych świadomie rezygnowało z automatyzacji, szukając obszarów potencjalnych oszczędności, aczkolwiek w wielu przypadkach efekt był odwrotny do zamierzonego. Traciły one płynność produkcyjną, wyłączano produkcję z uwagi na brak personelu, nie można było elastycznie zmienić asortymentu, aby odpowiedzieć na inne oczekiwania rynku. Nasze doświadczania pokazują, że ci, którzy byli odpowiednio zautomatyzowani i potrafili dynamicznie zmienić procesy produkcyjne, skutki kryzysu odczuli znacznie mniej dotkliwie. Reasumując, w 2020 roku rynek, z punktu widzenia liczby dostarczonych PLC i PAC, skurczył się o parę procent, ale jednocześnie jest duża szansa na odbudowę w kolejnych latach.

  • Dziękuję za rozmowę.

Zbigniew Piątek