Polski rynek modułów we/wy. Dobre prognozy dla rynku modułów we/wy

Rynek modułów we/wy cały czas rośnie. W 2010 roku większość ankietowanych firm zanotowała wzrost przychodów. Na decyzje zakupowe użytkowników wpływają głównie cena, jakość, niezawodność i trwałość. Najpopularniejszym typem modułów we/wy są układy wejść analogowych i cyfrowych oraz wyjścia cyfrowe. Najczęściej wykorzystywanymi metodami komunikacji pomiędzy tego typu urządzeniami są protokół Ethernet oraz Profibus-DP.
Rok 2010 na polskim rynku modułów we/wy minął pod znakiem wzrostu sprzedaży tego typu urządzeń. 38% ankietowanych dostawców odnotowało powiększenie swoich dochodów o 020%, natomiast 31% z nich – o 2140%. Kolejna grupa respondentów wykazała zwiększenie zysku o 4160%. Najmniejsza liczba dostawców miała przychód ze sprzedaży większy o 81100% od roku 2009 (wykres 1).
W 2011 roku wszyscy sondowani dostawcy spodziewają się wzrostu sprzedaży modułów we/wy. Szacują, że będzie on wynosił o 1020% więcej niż w roku ubiegłym. Opinia ta pokrywa się z odpowiedziami 54% użytkowników, którzy planują w bieżącym roku zwiększyć swoje wydatki na moduły we/wy. U 38% wydatki pozostaną na tym samym poziomie, a u jedynie 8% – zmaleją (wykres 2).
Koszty zakupu modułów we/wy powinny zwrócić się jak najszybciej. Najlepiej, aby było to w ciągu 15 lat od dnia zakupu.
Czynniki zakupowe
Przy wyborze modułów we/wy użytkownicy zwracają uwagę na bardzo wiele czynników. Przede wszystkim liczy się cena adekwatna do jakości. Również niezwykle ważna jest niezawodność, trwałość, odporność na zakłócenia, stopień ochrony (IP), klasa bezpieczeństwa. Istotną kwestię stanowią także: zastosowanie urządzeń, redundantna komunikacja oraz diagnostyka kanałów. Ankietowani dbają o zachowanie dotychczasowego standardu i jednorodności modułów. Chcą, aby integracja z istniejącym systemem była łatwa. Użytkownicy przywiązują wagę do usług świadczonych przez dostawców, ich szybkości i jakości.
Branże nabywców
Moduły we/wy najchętniej nabywane są przez producentów maszyn i urządzeń z branży automatyki przemysłowej. Także popularne są wśród przedstawicieli z branży motoryzacyjnej oraz przemysłu ciężkiego i mechanicznego. Urządzenia tego typu kupuje sektor AGD, energetyki i ciepłownictwa, segregacjiodpadów, wodno-kanalizacyjny. Wykorzystywane są przez wytwórców sterowników i systemów sterowania, integratorów, branżę militarną/zbrojeniową oraz duże firmy elektroinstalacyjne (do rozległych obiektów biurowych, hoteli itp.).
Typy modułów we/wy
Dostawcy twierdzą, że najpopularniejszymi sprzedawanymi rodzajami modułów we/wy są układy wejść analogowych i cyfrowych oraz wyjścia cyfrowe. Tego typu urządzenia są też najczęściej instalowane. Kolejne wybierane w wielu przypadkach moduły to układy wejść cyfrowych, wyjścia analogowe oraz interfejsy sieciowe. Ponad połowa dostawców sprzedaje układy wejść analogowych (wykres 3).
Zastosowanie
Moduły we/wy najczęściej wykorzystywane są w procesach produkcji ciągłej i seryjnej (partie produktów). Do tego typu zadań stosuje je 40% użytkowników. O wiele częściej urządzenia tego typu pracują w procesach ciągłych lub dyskretnych. Moduły używane są dodatkowo tylko w procesach produkcji seryjnej lub w niewielkich aplikacjach. Inne zastosowanie modułów we/wy to rozległe systemy strukturalne lub HVAC (wykres 4).
Zakupione u dostawców moduły we/wy najczęściej są wykorzystywane w rozproszonych systemach sterowania oraz jako rozproszone systemy we/wy (92% odpowiedzi dostawców). Równie często stosuje się je ze sterownikami programowalnymi, czy też montowane są na szynach DIN ze sterownikiem PLC. Ponad 60% modułów we/wy używanych jest jako gatewaye sieciowe. Mniej niż jedna trzecia ankietowanych twierdzi, że oferowane przez nich produkty pracują w układach modułowych o stopniu ochrony IP67, montowane są na szynach DIN niezwiązanych z systemami sterującymi.
Najrzadziej moduły we/wy stosuje się w systemach bazujących na komputerach PC, w blokach o stopniu ochrony IP67, a także jako pojedyncze punkty (wykres 5).
Metody komunikacji
Wśród modułów we/wy z oferty dostawców najczęściej wykorzystywanymi metodami komunikacji są protokół Ethernet oraz Profibus-DP. Podobnie jest w przypadku użytkowników – te dwie techniki dominują. Kolejne stosowane metody to DeviceNet, CANopen oraz protokoły komunikacji bezprzewodowej. Mniej niż połowa dostawców informuje, że używane są także protokół Modbus RS-485, HART, standard 420 mA. Najrzadziej do komunikacji wykorzystuje się sieci bezpieczeństwa oraz ControlNet (wykres 6).
Innymi sposobami komunikacji wykorzystywanymi pomiędzy modułami we/wy są według sondowanych dostawców i użytkowników: profi-s-i/o, ether-s-i/o, ethernetip, io-link, cc-link, tcp/ip, udp/ip, dhcp, ftp, telnet, http, smtp, esmtp-auth, pop3, ppp, iec60870, ntp, dyndns, ethercat, profibus, profinet, epsnet, m-bus, mp-bus, opentherm, wiegand, lon, bacnet, cib, tcl2, as-i, http, udt/tcp/ip, fsk-modem, rfox, sswin.
Protokoły i techniki komunikacji
Cieszącymi się popularnością protokołami komunikacji bezprzewodowej standardu według dostawców są standard 802.11 oraz Ethernet. 46% z nich podaje również jako znane WiFi. Mniej niż jedna trzecia ankietowanych wskazuje natomiast na Zig-Bee. Najmniejszą popularnością cieszy się Bluetooth (wykres 7).
Najpopularniejszymi technikami komunikacji modułów we/wy w standardzie Ethernet są Modbus/TCP, Ethernet/IP oraz TCP/IP. 46% badanych twierdzi, że jest to Profinet, a 31% – że EtherCat. Najrzadziej stosuje się SERCOS III czy UDP/IP. Innymi metodami są Bacnet, SMTP oraz http (wykres 8).
Ethernet przyszłością modułów we/wy
– Ethernet staje się coraz popularniejszym medium transmisyjnym w układach automatyki – mówi Daniel Oszczęda, menedżer ds. produktów firmy Balluff. – Umożliwia tworzenie bardzo rozległych instalacji o dużych odległościach pomiędzy poszczególnymi punktami sieci. W porównaniu z klasycznymi sieciami przemysłowymi praktycznie nie ma ograniczeń co do ilości punktów w sieci. Również zwiększanie odległości nie ma tak dużego wpływu na prędkość sieci, jak to ma miejsce w sieciach standardowych.
Podobne zdanie na temat Ethernetu mają inni dostawcy. Ethernet to sieć ogólnie dostępna, przez co najbardziej rozbudowana. Za zalety tego typu standardu uważa się przede wszystkim: duży zasięg, szybkość, łatwość integracji urządzeń oraz z oprogramowaniem sterującym SCADA/HMI, możliwość podłączenia wielu urządzeń, uniwersalność, prostotę połączeń, łatwość łączenia radiowego i przewodowego. Inne zalety Ethernetu to: możliwość wykorzystania powszechnie dostępnej infrastruktury sieciowej, zdalny dostęp do urządzeń, prostota projektowania, a także duża szybkość transmisji oraz niezawodność.
Ethernet ma jednak także pewne wady. Można do nich zaliczyć: brak determinizmu, brak optymalizacji do konkretnego zadania, zanik sygnału przy uszkodzeniu któregokolwiek z przewodów.
Problemy eksploatacyjne
Poprosiliśmy użytkowników, aby opisali problemy eksploatacyjne związane z modułami we/wy.
Jednym z nich jest kwestia komunikacji pomiędzy sterownikiem a modułem we/wy. Również kłopot stanowią uszkodzenia modułów AS-i spowodowane wilgocią i środkami chemicznymi. Komplikacje w użytkowaniu stanowią także brak komunikacji w przypadku niskiej jakości sieci, starzenie się kabli sieciowych, separacja galwaniczna pomiędzy kanałami oraz usterki kanałów analogowych.
W przypadku, gdy problem stanowi konfiguracja oraz ustawienie parametrów pracy modułów, a także gdy kłopot stanowi kompatybilność urządzeń pochodzących od różnych producentów, Aleksander Cupok, inżynier sprzedaży z firmy JM Elektronik radzi, aby dokonać dokładnej analizy dokumentacji technicznej. Ważne jest też doświadczenie osób uruchamiających instalacje. Praktycznie zawsze rozwiązuje to problem. W ostateczności można skorzystać ze wsparcia technicznego dostawcy lub producenta.
Ocena poziomu wsparcia
54% ankietowanych przez Control Engineering Polska użytkowników ocenia dobrze poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców. Według 29% sondowanych jest on średniej jakości, a według 17% – słaby.
A jak swoją złą opinię uzasadniają użytkownicy? Ci, którzy tak oceniają współpracę z dostawcą, zarzucają im np. to, że sądzą, iż sprzedawany produkt jest „idealny”, a wszelkie problemy wynikają z niewłaściwej aplikacji. Dodatkowo producenci uchylają się od uznania reklamacji i wymyślają coraz bardziej skomplikowane wyjaśnienia, dlaczego użytkownik doprowadził do uszkodzenia, mimo oczywistej wady materiałowej styku. Problem stanowi również fakt, że stare moduły we/wy mają dobre wsparcie, natomiast ze wsparciem dla nowych i często bardziej awaryjnych modułów we/wy jest różnie. Użytkownicy narzekają także na długie czasy reakcji serwisów oraz niewystarczającą dokumentację techniczną.
Zmiany w technologii modułów we/wy
Sondowani dostawcy obserwują modyfikacje w funkcjonalności i technologii modułów we/wy. Tobiasz Witor, asystent zarządu Lenze Polska, mówi o czterech zmianach. Pierwsza to praktyczna elastyczność, dzięki wykorzystaniu: modułów w wersji 2-, 4-, 8-kanałowej; do 64 modułów na stację; prostego systemu beznarzędziowej rozbudowy stacji; różnych grup potencjałów w ramach struktury stacji. Druga zmiana związana jestz podwyższeniem dostępności dzięki: stałemu okablowaniu (łatwa wymiana elektroniki); łatwemu wyszukiwaniu usterek przez przejrzyste opisy/przyporządkowanie diod LED do sygnału; łatwej modernizacji modułów i ekranowania; niewielkiemu ryzyku błędnego podłączenia podczas wymiany, na skutek kodowanych gniazdek wtykowych przypisanych do danego typu modułu. Trzecia zmiana to oszczędność czasu przy montażu dzięki: beznarzędziowemu montażowi modułów, okablowaniu z wykorzystaniem sprawdzonej technologii sprężyn naciągowych; umieszczeniu schematu połączeń i ideowego bezpośrednio na module; prostemu montażowi ekranowania przy pomocy standardowych złączy bezpośrednio do modułu; możliwości wstępnego okablowania bez modułu elektroniki. Czwarta – oszczędność miejsca w szafie rozdzielczej dzięki: kompaktowej budowie (szerokość modułu 12,5 mm); budowie z modułami wysokokanałowymi; podłączeniu ekranowania bezpośrednio do modułu.
– Bardzo ważną cechą w modułach we/wy jest rozbudowana diagnostyka, która umożliwia bardzo szybkie i proste określenie miejsca uszkodzenia, np. zwarcia w obwodzie wyjściowym – dodaje Daniel Oszczęda, menedżer ds. produktów firmy Balluff. – Coraz częściej też jako interfejs wykorzystywane są protokoły bazujące na sieci Ethernet. Coraz popularniejsze stają się też moduły programowalne, gdzie to użytkownik decyduje, czy dany port ma być wejściem czy wyjściem. Rozwiązanie takie jest bardzo wygodne, ponieważ pozwala na dowolne dopasowanie modułu do danego miejsca instalacji.
CE