Polski rynek napędów

Największą popularnością cieszą się napędy o mocach od 1 do 5 kW, a przy ich wyborze użytkownicy sugerują się trwałością i niezawodnością urządzenia oraz jego ceną – wynika z ankiety przeprowadzonej przez Control Engineering Polska. Najczęściej stosowanymi silnikami są asynchroniczne. Widocznym trendem w tym segmencie rynku jest ciągły rozwój serwonapędów.

Większość użytkowników napędów elektrycznych informuje, że w 2009 roku planuje kupno lub rozbudowę układów napędowych. Zdaniem blisko połowy producentów i dystrybutorów w tym roku możemy spodziewać się wzrostu sprzedaży w tym segmencie rynku w porównaniu z rokiem ubiegłym. Wszyscy dostawcy, którzy są tego zdania, sądzą, że wzrost będzie dwucyfrowy. Podobna liczba ankietowanych sądzi, że w najbliższych miesiącach będziemy mieli do czynienia ze stagnacją, zaś około 6% producentów i dystrybutorów prognozuje spadek sprzedaży.  
Dostawcy starają się zwiększyć zainteresowanie swoimi produktami między innymi poprzez wprowadzanie innowacji technologicznych. W ostatnich kilkunastu miesiącach podwyższona została funkcjonalność niektórych napędów, na przykład poprzez zwiększenie liczby We/Wy. Dodatkowo w części przypadków rozbudowano oprogramowanie konfigurujące w kierunku specjalizacji aplikacyjnych. Nowością są również silniki o dużej mocy o zmniejszonych gabarytach. 

Coraz więcej silników ma możliwość pracy w sieci (CAN, Ethernet EtherCAT). Na uwagę zasługuje także zwiększenie elastyczności w zastosowaniach połączeń sieciowych. Piotr Augustynek, starszy specjalista ds. automatyki z Wobitu dodaje, że nastąpiło zintegrowanie napędów ze sterownikami. Według niego postawiono również na modularność rozwiązań (przekładnie, sterowniki, enkodery, hamulce, akcesoria). Podobne zdanie ma Tomasz Haliniak, szef zespołu handlowego z Eldara. Podkreśla on, że w ostatnich miesiącach wprowadził możliwość zamówienia silnika z różnymi rozdzielczościami enkoderów. Do oferty Eldara trafiły również silniki krokowe pracujące w otwartej pętli z możliwością zapisania w pamięci sterownika tabeli pozycji.
– W przypadku urządzeń z enkoderem poszerzono zakres dostępnych momentów trzymających do 12 nm – mówi Tomasz Haliniak. – Dodatkowo falowniki Sinus PENTA wyposażono w interfejs Profibus. Poszerzony również został zakres mocy 3-fazowych falowników SinusM do 22 kW.
Z kolei firma Sew-Eurodrive postawiła na rozwiązania energooszczędne dla systemów transportu wewnętrznego (Movigear) oraz bezstykowy system przesyłu energii elektrycznej (Moyitrans). W zasadzie niemal każdy liczący się dostawca systematycznie rozwija ofertę napędów elektrycznych. To powinno dobrze wpłynąć na popyt.
Pozytywny kierunek rozwoju
Ankietowani przez Control Engineering Polska dostawcy określili również, w jakim kierunku zmierzają technologie w segmencie napędów. Z uzyskanych przez nas opinii wynika, że w najbliższych latach użytkownicy mogą spodziewać się zwiększenia roli silników synchronicznych. Wyparte mają być elementy mechaniczne do zmiany ruchu obrotowego na liniowy. Piotr Augustynek z Wobitu twierdzi, że technologie w segmencie napędów zmierzają głównie w kierunku serwonapędów i silników bezszczotkowych, zintegrowanych ze sterownikami umożliwiającymi współpracę w sieciach. Według rozmówcy Control Engineering Polska bardzo ważna jest modularność dostarczanych napędów i duże możliwości oferowanych interfejsów. 
Rozpatrując trendy w segmencie napędów dostawcy mówią także o perspektywie obniżania kosztów produkcji i wdrażania.
– W przemyśle widoczna jest tendencja polegająca na ciągłym poszukiwaniu oszczędności – podkreśla Tomasz Haliniak z Eldaru. – Coraz chętniej stosowane są napędy z możliwością sterowania w sieci, które ograniczają koszty instalacji. Kolejnym dobrym przykładem redukcji kosztów są silniki krokowe z zabudowanym enkoderem. Dzięki wyrafinowanym algorytmom sterowania w wielu aplikacjach mogą z powodzeniem zastąpić stosowane do tej pory serwonapędy – popularne na rynku napędy eziserwo (ezi-servo).

Z kolei Romuald Lis, kierownik branży z Bosch Rexroth nie spodziewa się w najbliższych latach istotnych nowinek w segmencie napędów. Uważa, że producenci skoncentrują się raczej na obniżaniu kosztów produkcji. To pozwoli im na zmniejszenie cen oferowanych urządzeń. 
– Kryzys spowodował, że brakuje środków na rozwój nowych technologii na potrzeby produkcji seryjnej – mówi przedstawiciel Bosch Rexroth.
Odmienne zdanie w tej kwestii ma Szymon Makowski, kierownik zespołu automatyków Automationstechnik. Twierdzi on, że potrzeba stałej kontroli i jakości procesu wymaga stosowania nowoczesnych i precyzyjnych narzędzi, jakimi są serwonapędy. Klienci jego firmy coraz częściej są skłonni do inwestowania w nowe urządzenia w zamian za podniesienie niezawodności i komfortu pracy. Do niedawna kładziono również duży nacisk na miniaturyzację napędów. Ostatnio, według Tobiasza Witora, asystenta zarządu Lenze, coraz większego znaczenia nabiera funkcjonalność napędów oraz tak zwany rightsizing, czyli dobór napędów według konkretnych potrzeb użytkownika.
Najczęściej stosowane
Z uzyskanych przez nas danych wynika, że w aplikacjach napędowych najczęściej stosuje się silniki asynchroniczne. To norma co najmniej od trzech lat, a więc od czasu, kiedy prowadzimy badania tego segmentu rynku. W tym roku urządzenia te cieszą się popularnością u prawie 90% użytkowników. Potwierdza to około 60% dostawców. Zaraz po silnikach asynchronicznych użytkownicy wskazali na silniki krokowe i synchroniczne. Z kolei około jedna czwarta czytelników oddała głos na urządzenia bezszczotkowe, a 15% na liniowe. Według dostawców największym zainteresowaniem, zaraz po asynchronicznych, cieszą się – odpowiednio – silniki bezszczotkowe, synchroniczne i krokowe. W tej grupie tylko 6% ankietowanych wskazało na urządzenia liniowe (wykres 1.).
Z ankiety Control Engineering Polska wynika, że silniki są najchętniej wykorzystywane do przenoszeniu napędu, a także w taśmociągach i na potrzeby wentylacji. Ponad jedna trzecia użytkowników stosuje teurządzenia w systemach związanych z odpylaniem, transportem oraz windami i podnośnikami. W ocenie dostawców sytuacja wygląda trochę inaczej. Ponad 40% z nich wskazało, że dostarczone napędy znalazły zastosowanie w aplikacjach dotyczących wind, podnośników oraz w transporcie, a prawie 20%, że w walcowaniu i odpylaniu (wykres 2.). 

Pojęciem istotnym z punktu widzenia napędów elektrycznych jest ich moc. Ankietowani dostawcy informują, że największym popytem cieszą się napędy o mocach od 1 do 5 kW. Urządzenia te są bardzo chętnie stosowane w zakładach, podobnie jak silniki o mocach w przedziale od 5 do 100 kW oraz od 500 W do 1 kW. Użytkownicy najrzadziej wykorzystują napędy elektryczne o mocy ponad 500 kW. Dostawcy twierdzą natomiast, że silniki powyżej 100 kW w ogóle nie są brane pod uwagę w trakcie podejmowania decyzji zakupowych przez ich klientów (wykres 3.). 
Regulacja prędkości wskazana
Prawie wszyscy użytkownicy potwierdzili, że stosowane w ich zakładach napędy mają regulowaną prędkość obrotową (wykres 4.). Różnice występują natomiast pod względem odsetka tego typu silników w stosunku do całkowitej liczby używanych napędów. Tylko 11% respondentów posiada regulację prędkości obrotowej w ponad 80% napędów, a jedna czwarta ankietowanych w mniej niż 20% (wykres 5.). 
Warto podkreślić, że polscy inżynierowie nie przywiązują się do jednego producenta sprzętu. Z naszych danych wynika, że mniej niż co drugi ankietowany stosuje falowniki dedykowane kupione od jednego dostawcy w zestawie z silnikiem. W większości przypadków do sterowania prędkością silników synchronicznych wykorzystywane są falowniki innego producenta. Najmniej osób używa prostego generatora częstotliwości, w przypadku którego wymagana jest jedynie stała prędkość silnika, bez potrzeby regulacji (wykres 6.).

Napędy wyposażone w falowniki stanowią mniej niż 20% ogólnej sprzedaży tych urządzeń u największej liczby dostawców. Taki sam odsetek napędów ma u siebie w zakładzie również najliczniejsza grupa użytkowników (wykres 7.). Do zmiany prędkości obrotowej można stosować również przekładnie. Napędy z przekładniami używane są w 90% zakładów.
Z ankiety przeprowadzonej przez Control Engineering Polska wśród użytkowników wynika również, że niecałe trzy czwarte z nich używa napędów z układami bezpiecznego rozruchu, tzw. softstartów. Dodatkowo 70% czytelników stosuje w swoich aplikacjach serwonapędy. Takie rozwiązania w przypadku połowy zakładów stanowią mniej niż 20% wszystkich posiadanych napędów (wykres 8.).

Jeśli chodzi o dostawców, to większość z nich ma tego typu urządzenia w ofercie. Ich sprzedaż stanowi mniej niż 40% ogólnej sprzedaży napędów elektrycznych (wykres 9.).
Na dobre i na złe 
Dostawcy i użytkownicy są zgodni, że wybór napędu elektrycznego najczęściej zależy od trwałości i niezawodności urządzenia oraz jego ceny. Na kolejnej pozycji znalazło się wsparcie techniczne ze strony dostawców i producentów. Z naszych danych wynika, że poziom tego typu usług na polskim rynku jest stosunkowo dobrze oceniany przez użytkowników. Najwięcej, bo około 50% z nich, odpowiedziało, że dobrze, zaś kolejnych 37% określiło poziom usługi jako średni. Jedynie 10% pytanych wskazało na odpowiedź: słabo lub bardzo słabo (wykres 10.).

Wsparcie techniczne to często wykorzystywana usługa: w kwestiach związanych z doborem napędów aż 41% klientów bardzo często prosi o pomoc dostawców. Podczas uruchomiania napędów częstego wsparcia technicznego potrzebuje prawie 60% użytkowników. Potrzeba fachowej porady producenta lub dystrybutora jest znacznie mniejsza po uruchomieniu napędu. Na tym etapie ponad 80% użytkowników zwraca się do dostawcy tylko w wyjątkowych przypadkach (wykres 12.).
Niespełna 40% dostawców stwierdziło, że przy zakupie istotna jest także prostota obsługi napędu oraz stabilność prędkości obrotowej (wskazało tak odpowiednio: 29% i 22% użytkowników). Dodatkowo mniej niż jedna trzecia z nich twierdzi, że użytkownicy zwracają uwagę na możliwość regulacji prędkości obrotowej w dużym zakresie oraz jakość oprogramowania do konfiguracji lub sterowania sprzętem. Praktycznie nieistotna jest możliwość autokalibracji parametrów, a także oddziaływanie na sieć zasilania (wykres 11.).

Przyjazne oprogramowanie
Większość proponowanych produktów ma gotowe aplikacje o dużej możliwości parametryzacji. Ich obsługa jest przyjazna oraz intuicyjna, przez co nie sprawia większych kłopotów. Łukasz Mik, doradca techniczno-handlowy z Multiprojekta twierdzi, że użytkownicy najbardziej doceniają prostotę obsługi. Także uniwersalność oprogramowania ma dla nich niemałe znaczenie. Dzięki temu za pomocą jednej aplikacji mogą konfigurować napędy, jak też np. kontrolery ruchu. Dla ułatwienia pracy oprogramowanie dostarczane przez producentów dzielone jest niekiedy na kilka kategorii. Przykładem jest software Lenze, który oferuje wersje proste, jak np. Motion View czy GDC Easy, jak również skomplikowane, np. Engineering.

mgr inż. Izabela Żylińska
Spada znaczenie marki
Tomasz Kochanowski, Product Manager, ASTOR
Przemienniki częstotliwości jako urządzenia płynnej regulacji silników elektrycznych stały się nieodzownym elementem instalacji przemysłowych. Powszechne stosowanie przemienników częstotliwości spowodowane jest ich coraz niższą ceną, dużymi możliwościami sterowania oraz ciągłym rozwojem urządzeń, podyktowanym olbrzymią konkurencją na tym rynku.
Podstawowe parametry falowników różnych producentów są do siebie zbliżone. Pomimo tego każdy dostawca stara się podkreślić wyjątkowość swojej oferty. Uważam, że w obecnej sytuacji rynkowej wielu klientów będzie mocniej niż uprzednio zwracać uwagę na elementy wpływające na koszty wdrożenia i użytkowania, czyli na cenę urządzenia, wsparcie techniczne ze strony dostawcy, prostotę konfiguracji z poziomu komputera lub panelu LCD, sprawność i niezawodność urządzenia czy funkcje oszczędzania energii. Duże znaczenie będzie też miało dopasowanie funkcjonalne rozwiązania do danego typu aplikacji, na przykład specjalizowane serie do sterowania pompami czy obsługi wind. Mniej istotne dla nich z kolei stanie się sama marka producenta czy liczba zaawansowanych, często niewykorzystywanych funkcji.
Oczywiście pozostanie też grupa wymagających odbiorców, która oczekiwać będzie implementowania nowych algorytmów sterowania, większych dokładności regulacji, obsługi coraz to nowszych protokołów komunikacyjnych, jak Ethercat czy Profinet. Dzięki nim i dużej konkurencyjności tego rynku niewątpliwie będziemy mogli obserwować dalszy rozwój produktów.

Silniki wielozadaniowe
Rafał Graczyk, product manager, Astat
Głównymi odbiorcami silników prądu stałego na rynku polskim są producenci automatyki precyzyjnej oraz robotyki. Silniki szczotkowe i bezszczotkowe Portescap znajdują zastosowanie od prostych aplikacji, jak napędy modelarskie, a skończywszy na wyspecjalizowanych napędach w przemysłach: tekstylnym i malarskim. W ostatnim czasie obserwujemy także wzrost sprzedaży w takich segmentach rynku, jak: narzędzia medyczne, optyka, monitoring, zabezpieczenia i szeroko pojęty rynek produkujący urządzenia na użytek wojska i lotnictwa.
Najnowszy napęd Portescap – 35GLT2R82 – znalazł ostatnio zastosowanie jako napęd robota wyspecjalizowanego w inspekcji trudno dostępnych miejsc.

Kariera sceniczna
Przemysław Macias, kierownik produktu, Sels
Przeznaczenie falowników (przetwornice, przemienniki częstotliwości) kupowanych przez naszych klientów uwarunkowane jest przede wszystkim branżą, jaką nasi klienci reprezentują. Najczęściej wykorzystywane są w sektorze klimatyzacyjno – wentylacyjnym do sterowania pracą wentylatorów. Do równie częstych zastosowań należy także sterowanie np.: pompami, napędami do bram, przenośnikami taśmowymi.  Do tego celu przeznaczone są falowniki typu ODE-2 oraz ODV (VTC). Stosowanie napędów trójfazowych sterowanych falownikiem umożliwia ekonomiczną pracę urządzeń i optymalną kontrolę nad przebiegiem procesów dzięki temu, że odpowiednio dostosowana lubregulowana prędkość obrotowa w efektywniejszy sposób wykorzystuje energię.
Falowniki z naszej oferty stosowane są również w przemyśle dźwigowym, np. do sterowania pracą suwnic, dźwigów, gdzie wymagany jest duży moment siły. Oczywiście, firma otwarta jest na wszystkie branże i trafiają nam się tzw. rodzynki. Przykładem jest sterowanie pracą podnoszenia i opadania kurtyn w teatrach. Niektórzy klienci mają szczególne wymagania dotyczące stopnia ochrony IP falowników. Standardowy stopień ochrony falownika to IP20. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, firma SELS wraz ze spółką Invertek wprowadziły do swojej oferty falowniki o stopniu ochrony IP55, a ostatnio także IP66 / NEMA4X. Nasi klienci często stosują te urządzenia w przemyśle spożywczym, a także wszędzie tam, gdzie warunki środowiskowe są bardzo wymagające oraz w miejscach, gdzie nie ma możliwości umieszczenia tych urządzeń w szafach.

Napędy z zintegrowanym PLC
Marek Sudolski, dyrektor biura automatyki, Apator Control
Dla nas stosowanie napędów z zintegrowanymi sterownikami PLC nie stanowi już tematu teoretycznych analiz, lecz stało się faktem. Oczywiście poszczególni klienci mają indywidualne podejście do projektowania swoich urządzeń. Jednak użytkownicy, którzy już stosują wewnętrzne sterowniki PLC, jako zalety tego typu rozwiązań podają najczęściej: redukcję okablowania, zmniejszenie gabarytów całego rozwiązania, wzrost elastyczności zastosowania napędu, redukcję kosztów oraz wzrost niezawodności działania całego układu sterowania. Jednocześnie koszty wdrożenia tych rozwiązań są niewielkie, gdyż sterowniki te pracują w oparciu o ten sam język programowania, co inne standardowe sterownikiPLC.
Oferowane rozwiązania z zintegrowanymi sterownikami PLC można podzielić na dwa rodzaje: sterowniki ogólnego stosowania do sterowania sekwencyjno-czasowego i sterowniki PLC czasu rzeczywistego, które znajdują zastosowanie w bardziej zaawansowanych aplikacjach. W drugim przypadku rejestry pozycji wału silnika są jednocześnie rejestrami sterownika PLC. Synchronizacja czasowa i szybkość ich działania pozwala na realizowanie aplikacji typu: ucinacze, rozbudowane układy nawijakowe, sterownie opierające się na profilach CAM itp. Rozwiązanie to pozwala na budowę maszyn, które mają większą wydajność i precyzję działania.