Największe badanie polskiego rynku sterowników PLC

Na początku tego roku przeprowadziliśmy szeroko zakrojone badanie. Naszym celem było m.in. wykrycie tendencji pojawiających się na polskim rynku sterowników PLC. Ankieta, przeprowadzona wśród użytkowników ? inżynierów automatyków z największych zakładów przemysłowych w Polsce ? doprowadziła nas do bardzo ciekawych wyników oraz interesujących wniosków, które przedstawiamy poniżej.

Wyk. 1. Jak widać na wykresie, ankiety zostały zgromadzone na podstawie opinii najbardziej kompetentnych respondentów, jeżeli chodzi o wybór, zakup i wykorzystanie sterowników w praktyce

Wyniki drugiej części badania, przeprowadzonego wśród dostawców prezentujemy w dalszej części artykułu. Dodatkowo do numeru załączamy tabelę z zestawioną ofertą największych dostawców PLC.

Gdy w zeszłym roku oddawaliśmy na Państwa ręce raport o rynku sterowników PLC, nikt z nas nie spodziewał się, że spotka się on z tak szerokim odzewem wśród naszych czytelników oraz współpracujących z redakcją firm ? dostawców systemów sterowania na polskim rynku.

Uwzględniając szereg Państwa uwag i komentarzy na temat kwestii, które chcieliby Państwo, aby zostały poruszone w przyszłych opracowaniach ? na początku stycznia br. poprosiliśmy Państwa o wypowiedzenie się na wybrane tematy, związane z wyborem i już stosowanymi na polskim rynku sterownikami PLC.  

Podzielimy się z Państwem informacjami na temat znajomości wśród inżynierów języków programowania PLC, stosowanych sterowników, rodzaju aplikacji, do jakich wykorzystywane są sterowniki. Interesujące z pewnością będą informacje na temat aktualnie stosowanych interfejsów sieciowych oraz modułów funkcjonalnych stosowanych w PLC czy kwestii wyboru modelu sterownika ? zarówno istotnych na dzień dzisiejszy, ale również podczas przyszłych Państwa wyborów w tej kwestii.

Informacją optymistyczną dla dostawców na polskim rynku z pewnością jest po raz kolejny bardzo pozytywna ocena ich działalności i poziomu współpracy z firmami ? klientami, użytkownikami. Taka ocena jest wynikiem ciągle rosnącego wysokiego poziomu świadomości użytkowników na temat proponowanych przez dostawców / producentów rozwiązań. Przyczynia się do tego prasa branżowa, dostępna na polskim rynku od dłuższego już czasu. Zapytaliśmy Państwa, skąd czerpią większość informacji na temat PLC oraz jakiego typu informacji oczekują od tego typu prasy.

Swoistym uzupełnieniem informacji aktualnego stanu polskiego rynku sterowników PLC jest przeprowadzona przez nas diagnoza stanu wiedzy użytkowników na temat najnowszych technologii w dziedzinie sterowania ? programowalnych sterowników automatyki (PAC) oraz systemów opartych na technologii PC.

Przedstawione w niniejszym opracowaniu wyniki oparte są na blisko 150 wypełnionych przez naszych czytelników ? użytkowników sterowników PLC ? ankiet. Pośród zawodów i stanowisk, obejmowanych przez naszych respondentów znaleźć można: inżynierów automatyków / elektryków / energetyków, zajmujących się: projektowaniem, programowaniem, a następnie wdrażaniem i utrzymaniem ruchu już działających maszyn i linii produkcyjnych. Wśród respondentów byli również kierownicy działów, dyrektorzy, właściciele firm, związanych z branżą automatyki przemysłowej. Na opracowane przez nas pytania odpowiadali również pracownicy działów handlowych oraz inżynierowie działów badań i rozwoju. Na wybór / rekomendację modeli sterowników oraz ich późniejszy zakup wpływ (mniej lub bardziejdecydujący) ma 81,2% naszych respondentów (wyk. 1.). Na wybór modelu sterownika ma wpływ 43,9%, projektuje aplikacje 19,51% ankietowanych. Decyzję ostateczną podejmuje 14,63% naszych respondentów; podobnie 14,63% deklarowało swój wkład w proces zakupu sprzętu (tutaj zakup niekoniecznie musi oznaczać wkład w wybór modelu). Doradztwo jest udziałem 13,41% pytanych przez nas czytelników. Wreszcie ponad 13% jedynie obsługuje sterowniki w swoich firmach (podobnie jak w przypadku osób zaangażowanych w zakup sterowników, część obsługi może mieć, ale nie musi, wpływ na decyzję o wyborze konkretnego modelu sprzętu).

Widać zatem, że przedstawione Państwu wyniki ankiety zostały zgromadzone na podstawie opinii najbardziej kompetentnych respondentów, jeżeli chodzi o wybór, zakup i wreszcie wykorzystanie sterowników w praktyce.

W zeszłorocznym raporcie zapytaliśmy naszych czytelników o kilka aspektów działania, wykorzystania oraz powodów wyboru modelu danego sterownika PLC. Nasi ankietowani dzielili się informacjami na temat znajomości języków programowania, oprogramowania narzędziowego, którego używają, skąd czerpią wiedzę na temat systemów sterowania. Oceniali poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców sterowników na polskim rynku oraz mówili, co jest dla nich najważniejsze podczas wybierania modelu / producenta sprzętu i oprogramowania.

Raport niniejszy zawiera informacje niezwykle cenne, a mianowicie takie, które pokazują zmiany, jakie nastąpiły na polskim rynku użytkowników sterowników programowalnych PLC. Zapytaliśmy Państwa o to, do czego stosujecie Państwo w swoich aplikacjach sterowniki, jakich języków do tego celu używacie, ale również o to, do jak złożonych procesów je wykorzystujecie. Podzielili się Państwo również z naszymi czytelnikami informacjami na temat charakteru aplikacji, do jakich stosowane są sterowniki PLC, jakich sposobów komunikacji używacie Państwo do wymiany informacji z innymi urządzeniami, z jakich modułów (np. pomiarowych) dla PLC korzystacie oraz co planujecie pod tym względem zmienić w najbliższym czasie. 

Języki programowania sterowników PLC

Pytając Państwa o używane języki programowania spodziewaliśmy się, że co do pierwszego miejsca tak naprawdę nikt, kto w jakikolwiek sposób związany jest ze sterownikami PLC, nie ma żadnych wątpliwości ? jest to język drabinkowy LAD (wyk. 2). Podstawowy język programowania, który porównać można do ?abecadła? każdego automatyka, jest ciągle ważny i popularny ? nikt o to pytany, nie przewiduje, że język ten zniknie w ciągu najbliższych lat z praktyki inżynierskiej.

Wyk. 2. Najczęściej używanym językiem programowania jest LAD 

Inne języki zaczynają być coraz częściej używane przez programistów. Na polskim rynku 89,11% (USA ? 96%) respondentów deklaruje znajomość języka schematów drabinkowych. Język bloków funkcyjnych znany jest przez 61,38% (USA ? 42%) ankietowanych; język listy instrukcji przez 35,64% (USA ? 17%). Język tekstu strukturalnego nie jest obcy 29,7% użytkowników na rynku polskim, podczas gdy w raporcie CE USA liczba ta sięga 20%. Nieco więcej użytkowników z Polski (18,81%) stosuje również do programowania sterowników język C (USA ? 18%). W przypadku języków SFC (Polska ? 16,83%, USA ? 20%), CFC (Polska ? 4,95%, USA ? 25%) oraz języków opracowanych przez producentów dla swoich rozwiązań polscy inżynierowie nie wykazują już takiej aktywności.

Opierając się na Państwa odpowiedziach dokonaliśmy analizy zmian w kwestii znajomości języków programowania sterowników PLC w stosunku do ostatniego raportu. Wyniki tej analizy przedstawiono na wyk. 3.

Wyk. 3. Tendencje zmian pod względem znajomości języków programowania sterowników PLC 

Jako uzupełnienie informacji na temat znanych i używanych przez naszych respondentów języków programowania sterowników PLC należy dodać, że wzrosła liczba użytkowników, legitymujących się znajomością tylko jednego języka (2006 ? 11,36%, obecnie ? 18,82%); użytkownicy, którzy wykazują znajomość od 2 do 4 języków programowania wzrosła z 70,46% w roku ubiegłym, do 72,27% w badaniu obecnym. W naszym badaniu brała również mniejsza niż w zeszłym roku grupa osób, twierdzących, że znają 5 i więcej języków programowania PLC ? obecnie jest to 8,91% ankietowanych w porównaniu do 18,18% użytkowników w raporcie ubiegłorocznym.

Charakterystyka stosowanych obecnie sterowników PLC

W poprzednim raporcie zwrócili Państwo uwagę na szereg zarówno technicznych, jak i nietechnicznych aspektów wyboru modeli sterowników PLC przez użytkowników na polskim rynku.

Obecnie, zanim zapytaliśmy naszych respondentów o ich wymagania i potrzeby względem sterowników PLC oraz plany co do przyszłych zakupów tychże urządzeń, chcieliśmy przedstawić najczęściej obecnie stosowane rozwiązania.

Istotnym aspektem wyboru danego modelu sterownika jest liczba obsługiwanych przez niego punktów wejść / wyjść zmiennych procesowych. Wykres 4. pokazuje, że ponad jedna trzecia stosowanych obecnie na polskim rynku (ale i na rynku amerykańskim) sterowników PLC to rozwiązania określane sterownikami mikro (od 15 do 128 punktów wejść / wyjść zmiennych procesowych). Najprostsze, a tym samym zwykle najtańsze sterowniki nano zajmują drugie z kolei miejsce. To, co rynek polski odróżnia od amerykańskiego, to liczba stosowanych sterowników dużych, obsługujących ponad 512 punktów wejść / wyjść. Dane na temat sterowników dużych potraktować można jako ciekawostkę i nie należy nimi sugerować się zbytnio. Obecnie bowiem coraz powszechniejsze staje się stosowanie rozproszonych systemów sterowania.

Wyk. 4. Rozmiary stosowanych sterowników mierzone liczbą wejść / wyjść procesowych

Kolejną cechą sterownika programowalnego jest jego charakter. Wyróżnilismy tutaj cztery rodzaje sterowników:

• proste, sterowniki klasyczne PLC (mające funkcje sterowania logicznego, co najwyżej PID) ? 72,88% pośród ankietowanych;
• sterowniki dedykowane, w tym regulatory mikroprocesorowe ? 13,9%;
• sterowniki bardzo zaawansowane, oparte na technologii PC ? 9,94% (podczas gdy w USA stosuje je około 34% respondentów);
• zagnieżdżone systemy sterowania (embedded technology) ? 3,28% (na rynku amerykańskim jest to około 39% zastosowań).

Każdy sterownik wymienia w jakiś sposób informacje ze sterowanymprzez niego procesem. Służą do tego celu: moduły wejść / wyjść analogowych / cyfrowych, moduły komunikacyjne, moduły służące do realizacji w czasie rzeczywistym algorytmów regulacji ciągłej, moduły dedykowane do sterowania ruchem. O tym, jakiego typu moduły wykorzystywane są przez naszych respondentów w aplikacjach realizowanych z użyciem sterowników PLC, można przekonać się, analizując wyniki zamieszczone na wykresie 5.

Wykres 5. pokazuje, że pod tym względem polski rynek jest równie typowy jak rynek amerykański ? aplikacje bowiem nierozróżniają narodowości czy położenia terytorialnego ? i nie należało tutaj spodziewać się istotnych rozbieżności. Charakterystyczne jest jednak, że na polskim rynku niewielu znajduje się jeszcze użytkowników (27% ankietowanych potwierdziło fakt stosowania modułów sterowania ruchem dla PLC; USA ? 54%), dla których sterowanie ruchem nie jest osobnym zadaniem automatyzacji, a kolejnym zadaniem, realizowanym przez sterowniki programowalne.

Wyk. 5. Charakterystyczne jest, że na polskim rynku niewielu znajduje się jeszcze użytkowników (27% ankietowanych potwierdziło fakt stosowania modułów sterowania ruchem dla PLC; USA ? 54%), dla których sterowanie ruchem nie jest osobnym zadaniem automatyzacji, a kolejnym zadaniem, realizowanym przez sterowniki programowalne

Trzecim, najczęściej wymienianym rodzajem modułu dla sterownika PLC są moduły komunikacyjne. Jakich protokołów komunikacji używamy najczęściej, jakie protokoły zaczną już niebawem odchodzić w zapomnienie ? dla Państwa porównaliśmy sytuację na polskim i amerykańskim rynku (wykres 6.).

Wyk. 6. Protokoły komunikacyjne w sterownikach PLC ? aktualnie używane i plany na przyszły rok

Obecnie sterowniki PLC mają zastosowanie niemalże w każdej aplikacji sterowania w przemyśle. Zapytaliśmy naszych czytelników ? użytkowników PLC ? w jakich aplikacjach najczęściej stosują tego typu urządzenia. Podobnie jak to miało miejsce w przypadku języka schematów drabinkowych, tak typowym zastosowaniem sterowników programowalnych jest obecnie budowa maszyn (zarówno w Polsce, jak i w ankiecie Control Engineering USA to właśnie zastosowanie wskazało 83% respondentów). Drugim wskazywanym przez czytelników zastosowaniem jest sterowanie procesami ciągłymi (Polska ? 68%, USA ? 74%); nasi ankietowani wykorzystują sterowniki również w budowie systemów monitoringu (53%). Wynik, analogiczny do tego zaprezentowanego na wykresie 5. (procentowe użycie modułów sterowania ruchem na rynkach polskim i amerykańskim), wynika z wypowiedzi ankietowanych na pytanie o aplikacje sterowników PLC ? w Polsce 32% respondentów stosuje PLC do sterowania ruchem, podczas gdy w USA ? 52%. Nasi czytelnicy wskazali jeszcze na aplikacje sterowania produkcją wsadową (Polska ? 27%, USA ? 28%) oraz na sterowanie w instalacjach automatyki budynków ? około 17%.

Na tym można zakończyć określenie specyfiki stosowanych przez naszych ankietowanych sterowników. Z porównania z rynkiem amerykańskim wynikają dwa wnioski: na naszym rynku ciągle nie są jeszcze obecne protokoły komunikacji bezprzewodowej, albo wdrażane są z opóźnieniem do rynków światowych; sterowanie ruchem z użyciem sterowników PLC też nie jest jeszcze głównym nurtem ich wykorzystania, choć użytkownicy wskazują budowę systemów sterowania maszynami jako główne zastosowanie PLC.

Wybór sterownika programowalnego PLC ? dziś i jutro

W raporcie zeszłorocznym nasi czytelnicy zwrócili uwagę na szereg czynników, wpływających na wybór danego modelu sterownika programowalnego. Pośród czynników technicznych ankietowani wymieniali między innymi: funkcjonalność sterownika, jego konstrukcję mechaniczną, liczbę stosowanych modułów komunikacji, liczbę obsługiwanych wejść / wyjść procesowych; wśród czynników pozatechnicznych najważniejsze według czytelników były: wiarygodność dostawcy, całkowity koszt posiadania danego modelu sterownika, koszty eksploatacji aplikacji czy wreszcie poziom wsparcia technicznego dostawcy / producenta sprzętu. Według użytkowników dość istotne były również cena oprogramowania oraz koszty, jakie należy ponieść na programistę piszącego aplikację na dany model sterownika.

Podczas badań na potrzeby niniejszego raportu zapytaliśmy czytelników o poziom ważności wybranych czynników, wpływających na ich obecne wybory modeli sterowników; dodatkowo chcieliśmy, aby wskazali przyszłe czynniki wpływające na decyzje o wyborze / zakupie sterowników PLC oraz określili stopień ich ważności.

Okazuje się, że obecnie najważniejszymi czynnikami ? decydującymi o wyborze modelu sterownika PLC na polskim rynku ? są (ułożone według istotności czynnika):

• podtrzymywanie bateryjne programu sterownika (60%);
• wbudowane funkcje obsługi interfejsów komunikacyjnych (dla 47% jest to czynnik decydujący, 6% powiedziało, że czynnik ten jest nieistotny podczas wyboru PLC);
• całkowita pamięć sterownika (41%);
• funkcje regulacyjne, np. PID (40% ankietowanych twierdzi, że ich występowanie jest bardzo ważne);
• cena (dla 38% czytelników Control Engineering Polska jest bardzo ważna);
• czas skanu (szybkość obliczeń; 36% naszych czytelników podkreśla istotność tego czynnika);
• wbudowany zegar czasu rzeczywistego (27%);
• zabezpieczenie dostępu do programu sterującego ? hasło (25%);
• wielozadaniowość (21%);
• wymienne kasety z pamięcią programu sterownika (10%);
• rozmiar / wymiary fizyczne (7%);
• obsługa funkcji związanych ze sterowaniem ruchem, interpolacja liniowa, kołowa etc. (7%);
• moduły do obliczeń równoległych (4%);
• pobór mocy (4%);
• możliwości pracy bezprzewodowej (3%).

Zapytaliśmy również o czynniki, które Państwa zdaniem w niedalekiej przyszłości decydować będą o wyborze modeli sterowników PLC. Ankietowani wymieniali bardzo wiele aspektów działania, które skłonią ich do podjęcia konkretnej decyzji. Poniżej wymieniliśmy sugerowane przez czytelników czynniki (uporządkowane według liczby ocen, w myśl których dany czynnik jest lub będzie bardzo ważny):

• dostępność środowiska symulacyjnego i możliwość podglądu sterownika w trybie RUN,
• zaufanie do znanego dystrybutora / producenta wynikające z wcześniejszych doświadczeń, kontaktów,
• uniwersalne oprogramowanie narzędziowe dla wszystkich systemów danego producenta (sterowanie / wizualizacja / sterowanie ruchem),
• wsparcie techniczne i szkolenia dystrybutora / producenta; dostępność wersji demonstracyjnej oprogramowania narzędziowego,
• elastyczne oprogramowanie, umożliwiające tworzenie własnych bibliotek, mające możliwości powielania kodu, przeadresowywania obszarów pamięci,
• diagnostyka wejść / wyjść,
• sterowniki obsługujące większą liczbę modułów zdalnych wejść / wyjść,
• łatwość instalacji sterownika,
• obecność szybkich wyjść różnicowych do sterowania serwonapędem lub silnikiem krokowym,
• dostępność ręcznych / przenośnych narzędzi programujących sterowniki,
• funkcje zaawansowane: obsługa liczb zmiennoprzecinkowych, funkcji trygonometrycznych, fuzzy etc.,
• ten sam dostawca, co dla innych stosowanych urządzeń automatyki,
• redundantne jednostki centralne sterowników, magistrali systemowych oraz nadmiarowe wejścia / wyjścia,
• sterowniki z zintegrowanymi wejściami / wyjściami (tzw. kompaktowe),
• sterowniki PLC mające funkcje webowe (obsługa e-mail, powiadamianie na telefon komórkowy, alarmowanie z użyciem SMS),
• poziom integracji HMI (czy sterownik ma wbudowany wyświetlacz lub/oraz klawiaturę / panel dotykowy),
• sterowniki mikro (15-128 punktów wejść / wyjść),
• wejścia / wyjścia PLC połączone w sieci z komputerami PC,
• dostępne poziomy zasilania,
• sterowniki oparte na technologii SoftPLC (sterowniki logiczne jako funkcje komputerów PC),
• sterowniki nano (mniej niż 15 punktów wejść / wyjść),
• sterowniki PLC z procesorami komputerów PC (rozwiązania hybrydowe).

Dostawcy PLC w oczach naszych respondentów

Na początku niniejszego opracowania podkreśliliśmy wysoką ocenę działalności dostawców / producentów PLC na polskim rynku, wystawioną im przez użytkowników. Świadczy to bardzo dobrze o firmach, wprowadzających na polski rynek produkty służące do budowy systemów sterowania.

Poziom zadowolenia z kontaktów użytkowników PLC z dostawcami jest obecnie bardzo dobry (wyk. 7.). Wydaje się to potwierdzać deklaracje tych ostatnich o wypracowywaniu dobrych relacji z klientami jako jednego z głównych celów działalności firmy. Użytkownicy zza oceanu wydają się być nieco bardziej otwarci w swojej ocenie, twierdząc, że są bardzo zadowoleni ? w przypadku rynku polskiego ponad 90% zadowolonych klientów świadczyć może o dobrze wykonywanej przez dostawców PLC pracy, daleko idącym wsparciu klienta w działaniach polegających na wdrażaniu aplikacji sterowania ? na bieżącym informowaniu o nowych produktach w ofercie, na prowadzeniu szkoleń technicznych, dzięki którym świadomość użytkowników jest na tyle duża, że z pełną swobodą mogą korzystać z proponowanych im rozwiązań. 

Wyk. 7. Poziom zadowolenia z kontaktów użytkowników PLC z dostawcami jest obecnie bardzo dobry 

Jeden z ankietowanych w swojej odpowiedzi podkreślał, że poziom i jakość współpracy z jego dostawcą systemów sterowania (w tym sterowników PLC) oraz poziom wsparcia technicznego rekompensują mu stosunkowo wysokie ceny oferowanego przez firmę / dostawcę sprzętu i oprogramowania.

Uzupełnieniem oceny firm dostawców PLC na polskim rynku mogą być prognozy zakupów sterowników PLC w roku 2007 (wyk. 8.): 59% respondentów potwierdziło zwiększenie poziomu zakupów; 39% uważa, że ich zakupy pozostaną na tym samym poziomie; zaledwie 2% naszych czytelników uważa, że ich zakupy PLC w roku 2007 ulegną pomniejszeniu. 

Wyk. 8. 59% respondentów potwierdziło zwiększenie poziomu zakupów
Przyszłość sterowania

W marcowym wydaniu Control Engineering Polska opublikujemy artykuł poświęcony programowalnym sterownikom automatyki (PAC ? Programmable Automation Controllers), gdzie omówimy główne założenia tego typu rozwiązań. Coraz częściej spotyka się również systemy sterowania oparte na technologii PC (PC-based control) ? sterowniki funkcjonujące jako jedno z zadań komputera PC ? softPLC, softCNC oraz inne. Zapytaliśmy Państwa, co sądzą o tych nowoczesnych rozwiązaniach, naszym zdaniem i zdaniem wielu ekspertów, stanowiących kolejny krok w ewolucji sterowników programowalnych. Ich elastyczność pozwala na realizację systemu sterowania o funkcjonalności, do tej pory zarezerwowanej jedynie dla symulacyjnych programów komputerowych. 

Wyk. 9. Ponad 1/4 respondentów zadeklarowało, że w niedługim czasie ma zamiar sięgnąć po jeden z dostępnych na rynku programowalnych sterowników automatyki 

Wyk. 10. W przypadku wykorzystania sterowników opartych na technologii PC blisko połowa respondentów (49%) zadeklarowała w niedługim czasie sięgnięcie po tego typu rozwiązania

W przypadku programowalnych sterowników automatyki świadomość naszych czytelników jest dość wysoka (wyk. 8.): jedynie 22% pytanych o sterowniki PAC nie wiedziało, co ten skrót oznacza i tym samym nie mogło odpowiedzieć na postawione pytanie (USA ? 18%). 27% naszych czytelników, którzy brali udział w ankiecie, nie widzi na razie potrzeby sięgania po tego typu rozwiązania (USA ? 38%); ale już 26% respondentów zadeklarowało, że w niedługim czasie ma zamiar sięgnąć po jeden z dostępnych na rynku programowalnych sterowników automatyki ? w celu budowy systemu sterowania (w przypadku czytelników z USA taką deklarację podjęło 22%). Zdaniem odpowiednio 25% z Polski i 22% czytelników CE USA zauważa, że obecnie coraz częściej programowalne sterowniki automatyki PAC wypierają z rynku klasyczne sterowniki PLC lub że uzupełniają ich wykorzystanie w aplikacjach sterowania.

Innym pojęciem, nieodłącznym współcześnie przy okazji poruszania problematyki związanej z systemami sterowania jest technologia PC i oparte na niej sterowniki, które należą do grupy określanej mianem PC-based.

W przypadku wykorzystania sterowników opartych na technologii PC nasi respondenci, którzy w blisko połowie (49%) zadeklarowali w niedługim czasie sięgnięcie po tego typu rozwiązania (11% ankietowanych nie wie, co dane określenie oznacza), zwrócili uwagę na kilka bardzo istotnych problemów: wysoka cena (19%), która wskutek rosnącej oferty obecnych na polskim rynku firm z całą pewnością ulegnie obniżeniu, doprowadzając tym samym do wzrostu konkurencyjności w stosunku do klasycznych sterowników PLC (17%); brak na polskim rynku pracy specjalistów, posiadających wiedzę i wyczucie w implementacji tego typu rozwiązań w aplikacjach przemysłowych (4%).

Ten ostatni argument również niebawem ulegnie najprawdopodobniej przedawnieniu ? dostawcy sterowników PLC oraz bardziej zaawansowanych technologicznie systemów coraz częściej współpracują z polskimi uczelniami w aspekcie kształcenia nowej kadry inżynierskiej, dla której nowoczesne technologie w dziedzinie sterowania na potrzeby przemysłu powoli wypierające z rynku klasyczne sterowniki PLC, nie są już coraz częściej niczym nadzwyczajnym.

RYNEK PLC WEDŁUG DOSTAWCÓW

W zeszłorocznej edycji raportu poświęconego sterownikom programowalnym, dostępnym na polskim rynku przygotowaliśmy dla Państwa zestawienie oferty w tym zakresie. Porównywaliśmy przy tym różne parametry tychże sterowników. Tym razem chcieliśmy się skupić na przedstawieniu trzech grup sterowników, z którymi na co dzień mają do czynienia użytkownicy, a wyniki prezentujemy w tabeli załączonej do tego wydania magazynu.

Sterowniki podzieliliśmy na trzy podgrupy:

• proste sterowniki programowalne, przeznaczone do pracy jako systemrozproszonych wejść / wyjść; zaprezentowane wyniki (wykres 4.) badania na rynku polskim pokazują, że te właśnie rozwiązania, z uwagi na swoją niewygórowaną cenę i możliwości są bardzo popularne;
• sterowniki PLC z zintegrowanymi panelami wizualizacyjnymi, które pozwalają na projekt i realizację interfejsu HMI czy nawet całego oprogramowania SCADA;
• programowalne urządzenia automatyki ? PAD (Programmable Automation Devices) ? szersza aniżeli sterowniki PAC klasa rozwiązań systemów sterowania, dzięki którym możliwa jest realizacja wielu zadań automatyzacji, w porównaniu do sterowników PAC wymagająca np. wykorzystania dodatkowych modułów, wzbogacających listę instrukcji CPU sterownika. Przez ten rodzaj sterowników rozumiemy sterowniki, pozwalające na sterowanie logiczne, regulację ciągłą (np. PID), sterowanie ruchem, implementację dowolnych algorytmów sterowania poprzez tworzenie własnych bloków funkcyjnych. PAD jest to sterownik programowany za pomocą kilku języków normy IEC 61131-3, pośród których występuje język tekstu strukturalnego ST; sterownik, dla którego programowanie aplikacji sterowania logicznego, sterowania ruchem, projektowania interfejsu użytkownika HMI (gdy sterownik posiada panel) odbywa się za pomocą JEDNEGO wspólnego oprogramowania narzędziowego. PAD to sterownik, którego modułowa budowa odzwierciedla strukturą aplikację przemysłową od poziomu maszyn do jednostek zarządzania produkcją fabryki. PAD jest to sterownik, posiadający co najmniej dwa interfejsy komunikacji (np. port szeregowy oraz interfejs CAN), obsługiwane domyślnie przez jednostkę centralną ? inne interfejsy mogą występować opcjonalnie.

Dynamiczny rozwój technologii sterowników PLC sprawia, że na rynku mamy obecnie trzy grupy rozwiązań (nie licząc rozwiązań opartych o technologię PC): proste sterowniki PLC, bardzo zaawansowane technologicznie sterowniki PAC oraz całą gamę rozwiązań, których funkcjonalność jest daleko większa od prostych sterowników PLC ? właśnie sterowniki PAD.

Dostawców sterowników pytaliśmy o zakres aplikacji, do jakich dane modele sterowników są najczęściej stosowane ? czy są to:

• małe maszyny (typowe potrzeby to kilkadziesiąt dyskretnych I/O, szybki licznik jeden lub kilka, możliwość podłączenia urządzeń po ASCII, wbudowana komunikacja z falownikami itp.);
• maszyny z kilkoma osiami, 2-4 osie, prosta implementacja funkcji motion, ilość dyskretnych I/O <100, możliwość podłączenia po sieci I/O oraz innych urządzeń typu wyspy zaworowe, falowniki, czujniki;
• proste sterowanie procesem, np.: oczyszczalnia ścieków, stacje uzdatniania wody itp., sterowniki z ilością pamięci ok. 100 dyskretnych I/O, kilkanaście analogowych I/O, łatwość komunikacji pomiędzy sterownikami i HMI, możliwość zmiany programu online;
• ?duże procesy?, w tym sterowanie wsadowe (komunikacja z aparaturą pomiarową, możliwość obsługi wielu pętli PID i wielu sygnałów analogowych, łatwość tworzenia programu zgodnego z S88, S95, redundancja sprzętowa, redundancja magistral systemowych), możliwość zmiany programu online, możliwość rozbudowy systemu online, w tym np. dodawanie nowych modułów I/O lub modułów komunikacyjnych;
• systemy bezpieczeństwa oparte na standardowych komponentach od SIL1 do SIL3; również z redundancją We/Wy i diagnostyką We/Wy
• oraz o dodatkowe, unikalne funkcje tychże sterowników, wyróżniające proponowane przez nich modele rozwiązań od innych, dostępnych również na rynku.

Odpowiedzi na te pytania oraz zestawienie proponowanych w tych trzech kategoriach sterowników szukajcie Państwo we wcześniej wspomnianej tabeli, załączonej do tego wydania magazynu. Poniżej przedstawiamy opinie i wypowiedzi ekspertów z największych firm, mających w swojej ofercie sterowniki PLC.

Trendy według Festo

Eksperci z firmy Festo twierdzą, że właściwie w każdej branży zauważalne jest zainteresowanie sterownikami.

Procent sprzedawanych przez Festo sterowników rozkłada się następująco:

• nano (mniej niż 15 punktów We/Wy): 40%,
• mikro (15?128 punktów We/Wy): 40%,
• średniej wielkości (129?512 punktów We/Wy): 20%.

Aktualnym trendem według Festo jest stały wzrost zastosowań najmniejszymi sterownikami, a także wzrost popularności sterowników z zintegrowanym panelem operatorskim. Widoczny jest również wzrost zainteresowania rozwojem nowych metod komunikacji (GSM, Profi-net).

Według Wojciecha Kmiecika, pełnomocnika Zarządu ASTOR sp. z o.o. widoczną zmianą w branży jest wciąż rosnąca popularność systemów PAC, które wyrosły na bazie potrzeb użytkowników sterowników PLC. Jako dystrybutor systemów PAC firmy GE Fanuc ASTOR obserwuje w Polsce nadspodziewanie duże zainteresowanie tego typu systemami. Szczególnie w przypadku aplikacji, w których wymagana jest duża niezawodność i zaawansowane algorytmy sterowania, chętnie stosowane są oferowane przez Astora kontrolery PACSystems RX3i.

W przypadku wyjątkowo odpowiedzialnych aplikacji, takich jakie występują w gazownictwie, chemii przemysłowej czy energetyce kontrolery te wykorzystywane są jako elementy składowe systemu GE Fanuc Max-On. Jest to rozproszony system sterowania z gorącą rezerwacją, stanowiący ekonomiczne rozwiązanie do sterowania procesami ciągłymi.

Procent sprzedawanych sterowników w firmie ASTOR sp. z o.o. rozkłada się następująco:

• mikro (15?128 punktów We/Wy): 12%,
• średniej wielkości (129?512 punktów We/Wy): 44 %,
• duże (ponad 512 punktów We/Wy): 44 %.

Oferowane przez ASTOR-a oprogramowanie narzędziowe Proficy Machine Editio służy do programowania i konfiguracji wszystkich urządzeń produkowanych przez firmę GE Fanuc. Producent wybrał jako platformę systemową dla rozwoju tego oprogramowania system Microsoft Windows. Wynika to z faktu, iż jest to zdecydowanie najpowszechniej używany system operacyjny na stacjach roboczych i komputerach przenośnych.

Według mgr. inż. Piotra Kowzana z firmy AT Control System sp. z o.o. rynek sterowników PLC w Polsce niewątpliwie rozwija się. Kompaktowe sterowniki PLC dysponują większymi możliwościami, niż modułowe sterowniki kilka lat temu. Systemy sterowania zwiększają swoją elastyczność, przy jednoczesnej redukcji kosztów ? wielu inwestorów rozumie konieczność automatyzacji swoich obiektów. Pojawiają się coraz większe możliwości rozbudowy systemów, poprzez zwiększanie liczby liczników I/O (sygnałów cyfrowych i analogowych), pętli PID, rozmiarów pamięci, funkcji, przy zachowaniu odpowiedniej szybkości przetwarzania danych. PLC sprawdzają się zarówno w zastosowaniach z udziałem złożonych maszyn, jak i procesów przemysłowych. Wszystkie te cechy są osiągane bez konieczności znacznego zwiększania gabarytów i cen samych urządzeń. Ceny oraz funkcjonalność sterowników PLC zależą od postępu w zakresie elektroniki, półprzewodników i mikroprocesorów.

Rozwój sterowników PLC nie jest jednak tak dynamiczny, jak rozwój komputerów klasy PC, a wynika to z tego, iż sterowniki przeznaczone są na rynek przemysłowy, który przede wszystkim wymaga niezawodności, a co za tym idzie szeregu czasochłonnych testów.

Eksperci z firmy Honeywell twierdzą, iż największe zainteresowanie sterownikami PLC zauważane jest w branżach chemicznej, elektro- ciepłowniczej oraz branży inteligentnych budynków.

Procent sprzedawanych sterowników w firmie Honeywell wygląda następująco:

• mikro (15?128 punktów We/Wy): 20%,
• średniej wielkości (129?512 punktów We/Wy): 60%,
• duże (ponad 512 punktów We/Wy): 20%. Oprogramowanie narzędziowe firmy Honeywell działała w środowiskach Microsoft Windows.

Według Pana Mirosława Lubienieckiego z firmy MBB sc rynek zastosowań sterowników swobodnie programowalnych (PLC) jest bardzo szeroki. Odnotowujemy w tej dziedzinie ciągły postęp technologiczny. Współczesne PLC doskonale radzą sobie w komunikacji na poziomie użytkownika, a także z panelami operatorskimi.

Potrafią korzystać z zasobów Internetu, są coraz szybsze i bardziej precyzyjne. Zdominowały rynek zastosowań automatyki przemysłowej, a także z powodzeniem zdają egzamin w technice inteligentnych budynków.

Ostatnio dają się zauważyć tendencje do integracji PLC z panelami operatorskimi. Sporo miejsca konstruktorzy PLC poświęcają możliwościom ich zastosowań w technice napędowej oraz zdalnego sterowania bezprzewodowego przy wykorzystaniu nowoczesnych technik GSM, GPRS.

Przykładowo z oferty firmy Panasonic seria FP0 czy FP SIGMA jest dedykowana do zastosowań zdalnego monitorowania czy nadzoru aplikacji obiektowych ? właśnie drogą radiową, dzięki możliwościom telefonii komórkowej oraz internetu (moduł FPWeb Server).

Wspomniana FP SIGMA wraz z serią FPX jest rekomendowana także do regulacji temperatury oraz do zaawansowanych aplikacji pozycjonowania. Te ostatnie zastosowania PLC są możliwe dzięki szybkim licznikom oraz wyjściom impulsowym i PWM.

Jak twierdzi mgr inż. Bogusław Krasuski, Technical & Marketing Manager z firmy Omron Electronics sp. z o.o., notuje się rosnące zainteresowanie automatyzacją w przemyśle spożywczym, samochodowym, opakowań, chemicznym i energetycznym. Na rynku jest coraz większe zapotrzebowanie na systemy otwarte, o dużych możliwościach komunikacyjnych z innymi urządzeniami automatyki. Klienci zgłaszają potrzebę zdalnej obsługi i diagnostyki sterowników.

Procent sprzedawanych sterowników w naszej firmie rozkłada się następująco:

• nano (mniej niż 15 punktów We/Wy): 10%,
• mikro (15?128 punktów We/Wy): 20%,
• średniej wielkości (129?512 punktów We/Wy): 40%,
• duże (ponad 512 punktów We/Wy): 30%.

Według Andrzeja Skowronka z Rockwell Automation, obserwując użytkowników i ich pojawiające się zapytania, można stwierdzić, iż coraz powszechniejsza jest chęć stosowania rozwiązań uniwersalnych. Rozwiązania te mają na celu uprościć proces projektowania, wdrażania, uruchomienia, późniejszą rozbudowę instalacji i jej eksploatację. Obecne systemy PLC pokrywają pewne obszary dotychczas zarezerwowane dla DCS, ale także integrują tak wyspecjalizowane dziedziny, jak sterowanie serwonapędami czyukładami bezpieczeństwa. Zaletą tego podejścia jest stosowanie jednego pakietu narzędziowego do różnych rodzajów aplikacji. Pozwala to skupić się na problemie i jego szybkim rozwiązaniu, unika się jednocześnie nauki i obsługi różnorodnych oprogramowań inżynieryjnych.

Oprogramowanie i sprzęt stają się nierozłączne i zmiany, jakie obserwujemy, są zdecydowanie bardziej dynamiczne po stronie oprogramowania. Wszelkie dodatkowe funkcje obsługiwane przez specjalizowane programy dziś stają się integralną częścią jednego uniwersalnego pakietu. Przykładem może być tu konfigurowanie przemienników częstotliwości i oddalonych układów We/Wy. W platformie sterowania Logix (Allen-Bradley) wspomniana funkcjonalność jest spełniona, przez co pakiet narzędziowy RSLogix 5000 stał się wzorcem do naśladowania przez wielu konkurentów.

Według Zbigniewa Piątka z firmy Beckhoff Automation zainteresowanie automatyzacją z wykorzystaniem sterowników PLC obserwuje się praktycznie we wszystkich branżach. Szybko rozwijający się rynek dotyczy automatyki inteligentnych budynków. Silnie zarysowuje się tendencja wykorzystania sieci Ethernet jako podstawowej platformy komunikacyjnej, dotyczy to zarówno automatyki budynkowej, jak również instalacji typowo przemysłowych.

Obserwujemy też stale rosnące wymagania klientów, dotyczące rozszerzania tradycyjnej funkcjonalnooci sterowników PLC i ich bezpośredniej integracji z warstwą IT. Doskonałą odpowiedzią na te rosnące oczekiwania klientów są systemy embedded, do których należeć będzie z pewnością najbliższa przyszłość automatyki.

Procent sprzedawanych sterowników w firmie Beckhoff przedstawia się następująco:

• nano (mniej niż 15 punktów We/Wy): 5%,
• mikro (15?128 punktów We/Wy): 45%,
• średniej wielkości (129?512 punktów We/Wy): 35%,
• duże (ponad 512 punktów We/Wy): 15%.

ce

Krzysztof Pietrusewicz
jest dr. inż. Politechniki Szczecińskiej
w Instytucie Automatyki Przemysłowej

   
Extra online
Extra online 1. Współpraca dostawców z uczelniami

Od dłuższego czasu obserwujemy na polskim rynku rosnące zainteresowanie firm dostawców / producentów systemów sterowania, współpracą z ośrodkami naukowymi (uczelniami technicznymi), badawczo-rozwojowymi oraz szkołami średnimi, m.in. w zakresie edukacji technicznej przyszłych pokoleń inżynierów. Zakres takiej współpracy często nie ogranicza się jednak jedynie do udostępniania sprzętu po korzystnych cenach ? spośród wymienianych przez naszych respondentów informacji wnioskujemy, że jest to współpraca partnerska, korzystna dla obu stron, obejmująca nieodpłatne szkolenie kadry nauczycielskiej, wsparcie techniczne podczas prowadzonych na uczelniach badań czy wreszcie wspólny udział w imprezach medialnych, takich jak targi.

W krajach zachodniej Europy współpraca między uczelniami a szeroko rozumianym przemysłem nie jest to niczym nadzwyczajnym ? w Polsce zaczynamy dopiero wypracowywać zasady takiej współpracy. W świetle rosnącego zainteresowania dużych, średnich i małych przedsiębiorstw projektami unijnymi współpraca taka okazuje się już nie tyle elementem stawiającym daną inicjatywę w korzystnym świetle, ale po prostu koniecznością. Z drugiej strony współpraca wykładowców uczelni technicznych z przemysłem sprawia, że ich wiedza, którą mają za zadanie przekazać studentom coraz częściej poparta jest praktycznymi aspektami opisywanych przez nich problemów.

Spośród firm, które zadeklarowały w naszej ankiecie, że prowadzą jakąkolwiek formę współpracy ze szkołami średnimi, uczelniami, ośrodkami naukowymi i badawczo-rozwojowymi 76,19% mówi o korzystnych cenach, rabatach oraz innych formach pomocy w wyposażeniu sal laboratoryjnych / szkoleniowych w sprzęt i oprogramowanie. Taka forma jest bardzo ważna, albowiem teoretyczne przedstawienie inżynierowi sposobu działania sterownika programowalnego jest, jeżeli tak można powiedzieć, dość ograniczonym sposobem edukacji.

Podobnie wygląda kwestia testowych / edukacyjnych wersji dystrybuowanego oprogramowania ? 28,57% ankietowanych dostawców podkreśla tę formę współpracy. Dość istotne jest w tym przypadku, aby do celów edukacyjnych udostępniać użytkownikom pełną funkcjonalność oprogramowania, aby mógł później obiektywnie wybrać spośród różnorodnych opcji licencjonowania komercyjnej wersji tego samego oprogramowania.

Dość ciekawą formą jest prowadzenie prezentacji / wykładów przeznaczonych dla uczniów / studentów. Blisko 48% respondentów wskazuje na takie formy kontaktu z ośrodkami edukacyjnymi. Podobnie (47,6%) wygląda kwestia organizacji i współorganizacji z uczelniami seminariów tematycznych.

Około 67% firm, współpracujących z nauką / edukacją w sposób ciągły zapewnia dostęp do najświeższych materiałów informacyjnych uczniom i studentom, natomiast 33,4% oferuje bardzo korzystne warunki szkolenia kadry wykładowców / nauczycieli, prowadzących później zajęcia czy badania na sprzęcie przez nie dostarczanym. W wyniku tego ostatniego rodzaju współpracy powstaje szereg materiałów / skryptów / książek, opracowanych przez kadrę nauczycielską; są to zwykle materiały opracowane po kilkuletnim doświadczeniu w pracy edukacyjnej z danymi rozwiązaniami sprzętowymi ? często w ich wyniku powstają stanowiska dydaktyczne, w przejrzysty sposób wskazujące na najistotniejsze cechy sprzętu i oprogramowania, przydatne w dalszej pracy inżynierskiej (28,57%). Duże znaczenie ma przy tym wsparcie techniczne firmy dla ośrodka edukacyjnego (85,67% firm je zapewnia w sposób ciągły).

Na sprzęcie i oprogramowaniu do budowy systemów sterowania, dostarczanym przez firmy na polskim rynku, prowadzone są prace dyplomowe, inżynierskie oraz magisterskie (48%) ? niekiedy powstają prace na bardzo wysokim poziomie.

Charakterystyczne dla uczelni wyższych oraz ośrodków badawczo-rozwojowych jest prowadzenie badań naukowych w wielu dziedzinach. Pośród naszych ankietowanych 19% firm deklaruje prowadzenie takich właśnie wspólnych działań. Podobna liczba firm mówi o wspólnym uczestnictwie w różnego rodzaju imprezach medialnych, w tym targach.

Dla absolwentów szkół średnich, uczelni wyższych bardzo ważny aspekt współpracy z firmami związanymi z branżą automatyka / sterowniki programowalne stanowi możliwość odbywania praktyk (67%) oraz staży po zakończeniu edukacji (47%). Dodatkowo, około 19% respondentów mówi o pomocy w znalezieniu pracy w firmach-partnerach dla najzdolniejszych absolwentów, a jedna z firm nawet funduje stypendia dla najlepszych uczniów / studentów, przodujących w znajomości sprzętu i oprogramowania danej firmy.

Podsumowując: widać, że przedstawione dane zarysowują bardzo ciekawy obraz aktywności firm / dostawców systemów sterowania, a w tym sterowników programowalnych na polskim rynku. Oczywistym jest, że wielu firmom nieobcy jest aspekt dużej rangi edukacji technicznej wśród nowych pokoleń przyszłych inżynierów ? to bardzo cieszy. Tym samym zarówno firmom, jak i ośrodkom naukowym oraz szkołom, życzymy dalszej owocnej współpracy ? wszystko to bowiem prowadzi do obopólnych korzyści.

Extra online 2. Wkrótce premiera książki na temat PAC-ów

Na polskim rynku (prawdopodobnie premiera w tym roku na Automaticonie) ukaże się książka autorstwa naszych redaktorów Krzysztofa Pietrusewicz, Pawła Dworaka pt ?Programowalne sterowniki automatyki?.