Rośnie sprzedaż średniej wielkości sterowników PLC, wśród protokołów komunikacyjnych prym wiedzie Ethernet, a swoich zwolenników zaczęła zyskiwać komunikacja bezprzewodowa ? to główne wnioski płynące z najnowszego raportu Control Engineering Polska dotyczącego polskiego rynku sterowników. Wśród najczęściej wybieranych dostawców nadal pozostaje Siemens.
Zarówno w Polsce, jak na świecie, sprzedaż sterowników rośnie. Z raportu przeprowadzonego przez ARC Advisory Group wynika, że średni wzrost na światowym rynku PLC przez kilka następnych lat będzie wynosił 7,3%. W efekcie w ciągu najbliższych trzech lat obroty w tym segmencie rynku sięgną 12 mld USD. Dla porównania, w całym 2006 roku wyniosły 8,3 mld USD. Według naszych danych również w Polsce możemy oczekiwać dobrej koniunktury. Około 40% użytkowników sterowników deklaruje, że w tym roku kupi więcej tych urządzeń, niż w poprzednich dwunastu miesiącach. Ponad połowa pytanych odpowiedziała, że tegoroczny poziom zakupów pozostanie na niezmienionym poziomie.
W Polsce sterowniki PLC najczęściej mają zastosowanie w aplikacjach związanych z bezpieczeństwem oraz ze sterowaniem ciągłym i dyskretnymi procesami technologicznymi. Powszechne jest sterowanie: silnikami, pojedynczymi urządzeniami, grupą maszyn lub całą linią produkcyjną i sortowniczą. Bardzo popularne stało się używanie PLC w: sieciach nadzorujących, modułach komunikacyjnych, systemach wizyjnych i interfejsach robot-maszyna. Rozwój branży wodno-kanalizacyjnej i moda na ochronę środowiska przyczyniły się do stosowania sterowników programowalnych w aplikacjach mających na celu: zdalny monitoring sieci wodno-kanalizacyjnej, sterowanie technologią uzdatniania wody oraz procesami spalania i utylizacji stałych odpadów komunalnych. W branży metalurgicznej PLC odpowiadają za proces obróbki metali. Inne zastosowania sterowników to sterowanie: windami, piecami, kotłami, kompresorami, klimatyzacją, wentylacją lub transportem oraz montaż komponentów w gotowe zespoły.
Najlepsze PLC to najprostsze PLC
Jednym z bardziej istotnych aspektów wyboru danego modelu sterownika programowalnego jest liczba punktów We/Wy. W ankiecie wyróżniliśmy cztery grupy sterowników: duże (ponad 512 punktów We/Wy), średniej wielkości (129-512 We/Wy), mikro (16-128 We/Wy) i nano (mniej niż 15 We/Wy). Z tegorocznych danych wynika, że najczęściej stosowane są najprostsze i zarazem najtańsze sterowniki średniej wielkości (64% wskazań). Nieco mniej popularne są urządzenia mikro (61%). Z dużych PLC korzysta 32% specjalistów biorących udział w badaniu (wykres 1.).
Najchętniej kupowane są proste, klasyczne sterowniki PLC ? korzysta z nich 88% respondentów. Znacznie rzadziej wykorzystywane są sterowniki dedykowane (uzyskały 35% wskazań). Najbardziej zaawansowane sterowniki oraz zagnieżdżone systemy sterowania otrzymały odpowiednio 29% i 12% wskazań (wykres 2.).
Król Ethernet
Do wymiany informacji ze sterowanym przez sterownik programowalny procesem służą moduły: We/Wy analogowe i dyskretne, komunikacyjne, regulacji ciągłej, sterowane ruchem.
Tegoroczne badanie pokazało, że użytkownicy PLC najchętniej korzystają z modułów We/Wy analogowych (94% ?głosów?). Na drugim miejscu znalazły się moduły We/Wy dyskretnych (92%), a na trzecim ? moduły komunikacyjne (88%). Porównując tegoroczne wyniki do danych z 2007 roku zauważa się spadek zainteresowania modułami temperaturowymi (w 2008 roku ? 44% wskazań, a w 2007 roku ? 62%) oraz modułami regulacji ciągłej (PID, Fuzzy) (w 2008 roku ? 28% wskazań, a w 2007 roku ? 60%) (wykres 3.).
Przeprowadzone badanie pokazało aktualny stopień wykorzystywania protokołów komunikacyjnych. Okazało się, że największy odsetek respondentów używa Ethernetu (80% wskazań). Stosowany jest ze sterownikami PLC, najczęściej do komunikacji z HMI (58%) oraz siecią nadzorczą (58%) (wykres 5.). Zaraz po Ethernecie najpopularniejszymi protokołami komunikacyjnymi są: Serial RS-232 / RS-485 (70%), Profibus (69%) oraz 4-20 mA / 0-10 V DC (62%). Warto dodać, że w poprzednim roku protokół 4-20 mA / 0-10 V DC zajmował pierwsze miejsce (wykres 4.).
Mów w języku PLC
Sposoby programowania sterowników PLC określa norma PN-EN 61131-3: 2004 ?Sterowniki programowalne. Część 3.: Języki programowania? (tłumaczenie normy IEC 61131-3). Wprowadza ona pięć języków programowania: drabinkowy (LAD), listy instrukcji (IL), bloków funkcyjnych (FBD), tekstu strukturalnego (ST) oraz sekwencji działań (SFC).
Od kilku lat najpopularniejszy jest język drabinkowy. Aż 96% tegorocznych respondentów odpowiedziało, że zna ten język, a 85% osób używa go do programowania sterowników PLC.
Dużym powodzeniem cieszą się także: język bloków funkcyjnych ? 78% osób znających język i 47% użytkowników ? oraz język listy instrukcji ? 55% osób znających język i 33% użytkowników. Najmniejszą znajomość i stosowalność mają języki producenta (dedykowane) (odpowiednio 16% i 7%) oraz język CFC (odpowiednio 14% i 8%) (wykres 6.). Pod względem kolejności nic się nie zmieniło w stosunku do badania ze stycznia 2007.
Wybór PLC ? jakie i dlaczego?
Na wykresie 7. zostały przedstawione ogólne wyniki badania preferencyjnego polskich użytkowników, dotyczącego najchętniej wybieranych sterowników PLC. Tak jak w poprzednich latach i w tym roku na pierwszym miejscu najczęściej stosowanych sterowników programowalnych znalazły się produkty Siemensa. Blisko 70% ankietowanych potwierdziło, że właśnie ta firma jest głównym dostawcą PLC dla ich przedsiębiorstw. Drugą pozycję zajęły sterowniki Allen-Bradley (22%), trzecią ? GE Fanuc (20%).
Warto w tym miejscu przyjrzeć się czynnikom, które skłaniają nas do wyboru takich, a nie innych sterowników PLC. Respondenci wymienili trzy najważniejsze elementy wpływające aktualnie na wybór modelu i dwa, jakie mogą w przyszłości zdecydować o jego zakupie. Większość z badanych odpowiedziała, że kupując sterownik programowalny bierze najczęściej pod uwagę takie elementy, jak: marka producenta, popularność na rynku, cena, funkcjonalność oraz niezawodność. Dodatkowymi wyznacznikami nabycia PLC są: profesjonalna obsługa techniczna ze strony dystrybutora, istniejące rozwiązania w firmie, właściwości komunikacyjne, obsługa Ethernetu, interfejs operatorski oraz środowisko programowania. Czynnikami mającymi wpływ na zakup sterowników w przyszłości, oprócz wymienionych wyżej, będą: możliwość rozbudowy i związana z tym prostota obsługi oraz szybkość działania, wyposażenie w moduły transmisji bezprzewodowej, sterowanie serwami, a także wizualizacja Web i odporność na warunki atmosferyczne.
Wizja rynku według dostawców
Dostawcy informują, że sterowniki kupione w ich firmach wykorzystywane są najczęściej w przemyśle samochodowym (29% wskazań) oraz branży wodno-kanalizacyjnej i ochronie środowiska (21%). Zakres aplikacji, do których stosowane są najczęściej PLC to: proste sterowanie procesem (86%), małe maszyny (64%), maszyny z kilkoma osiami (64%), ?duże procesy?, w tym sterowanie wsadowe (45%) oraz systemy bezpieczeństwa oparte na standardowych komponentach od SIL1 do SIL 3 (36%).
Poprosiliśmy również respondentów-dostawców o określenie współcześnie zauważalnych trendów na rynku sterowników PLC. Według Łukasza Sendeckiego z MPL Technology od kliku lat w Polsce obserwowany jest wzrost automatyzacji zakładów, który wiąże się z koniecznością wymiany podstawowych sterowników na bardziej rozbudowane. Michał Żbikowski z ASTOR-a uzupełnia tę opinię, wybiegając bardziej w przyszłość?
? Tendencje i rozwój systemów sterowania zwrócone są obecnie w kierunku ?automatyki kompleksowej?, gdzie jedyną rolą człowieka powinno być wprowadzenie żądanych parametrów produkcji, a kolejne etapy winny być wykonywane szybko i sprawnie przez maszyny ? twierdzi przedstawiciel krakowskiego dystrybutora.
Jacek Barszcz, inżynier ds. sprzedaży Sabura uważa natomiast, że coraz ważniejsze staje się wyposażanie nawet niewielkich jednostek w webserwery oraz zapisywanie i gromadzenie danych w pamięci PLC. Robert Tomasiewicz, prezes zarządu elPLC widzi przyszłość sterowników PLC jako oszczędnych systemów bezpieczeństwa. Jego zdaniem dzięki sterownikom PLC istnieje możliwość bardzo szybkiej diagnozy usterki maszyny czy procesu, a co za tym idzie natychmiastową wymianę lub naprawę i wznowiony start produkcji.
Izabela Żylińska
Sterowanie pod kontrolą
Robert Tomasiewicz, prezes zarządu, elPLC:
Zakłady dążą do redukcji kosztów produkcji, zapewnienia dużo lepszej jakości oraz zwiększenia bezpieczeństwa pracy. Dlatego coraz częściej wykorzystywane są sterowniki PLC, które zastępują kosztowne w rozbudowie i trudno diagnozowalne układy ?twardodrutowe?. Dzięki sterownikom PLC mamy możliwość bardzo szybkiej diagnozy usterki maszyny czy procesu, a co za tym idzie natychmiastową wymianę lub naprawę i wznowiony start produkcji. Także dzięki tym urządzeniom cały czas rośnie jakość pracy ? dokładniejsze regulacje, możliwość analizy problemu i poprawienie parametrów sterowania. Systemy układów bezpieczeństwa mogą wykorzystywać specjalizowane moduły bezpieczeństwa umieszczone bezpośrednio w racku PLC (procesor ?partner bezpieczeństwa?). Poza tym realizuje też typowe zadania, takie jak sterowanie sekwencyjne i ciągłe oraz pełni rolę kontrolera systemów napędowych.
Modne, bo niezawodne
Michał Żbikowski, dział systemów sterowania, ASTOR:
W zakresie małych sterowników PLC producenci coraz częściej dołączają do swojej oferty urządzania typu all-in-one, czyli integrujące w sobie funkcję sterownika PLC, panelu operatorskiego rozbudowanego w opcje komunikacyjne wraz z wbudowaną obsługą sygnałów wejściowych i wyjściowych. Tego typu urządzenia chętnie wykorzystują między innymi producenci maszyn, zastępując nimi dedykowane do konkretnej maszyny sterowniki z dołączanymi zewnętrznymi wyświetlaczami i układami I/O. Takie podejście upraszcza proces programowania, daje większą elastyczność zmiany algorytmów sterowania i ułatwia przyszłą rozbudowę maszyny. W zakresie średnich systemów sterowania PLC i PAC producenci znacząco zwiększają szybkości działania jednostek centralnych i dostępne zasoby pamięci oraz wprowadzają dodatkowe moduły specjalizowane. Widoczna jest także tendencja częstszego stosowania przez klientów układów zapewniających rezerwację bezuderzeniową dla procesów technologicznych ciągłych. Umożliwia przełączanie jednostki nadrzędnej na jednostkę rezerwową i bezpieczne kontynuowanie procesu technologicznego, mimo zaistnienia awarii w systemie sterowania. Takie rozwiązanie podnosi niezawodność sterowania niezbędną w procesach ciągłych. Poza tym zapewnia oszczędności w trakcie eksploatacji, ograniczając koszty związane z awariami i przestojami w produkcji. Warto jeszcze podkreślić ciągłe podnoszenie wydajności sieci komunikacyjnych typu RS, Ethernet, korzystanie z technologii światłowodowych i bezprzewodowych. To musi znaleźć swoje odzwierciedlenie w rozwoju układów sterowania. Nie ma już miejsca na zamknięte systemy PLC, gdyż w przyszłości to informacja będzie budować przewagę konkurencyjną przedsiębiorców. Tendencje i rozwój systemów sterowania zwrócone są obecnie w kierunku ?automatyki kompleksowej?, gdzie jedyną rolą człowieka powinno być wprowadzenie żądanych parametrów produkcji, a kolejne etapy winny być wykonywane szybko i sprawnie przez maszyny. Jakkolwiek cel ten jest dość odległy, można zaobserwować trend, który przybliża nas w tym, jak się wydaje, jedynym słusznym kierunku. Wizja w pełni zautomatyzowanej fabryki istnieje w naszej świadomości nie od dziś. Zamówienia online, realizacja opierająca się na przygotowanych recepturach, typie, rozmiarze, kolorze, aż po transport, spedycję i płatność. Patrząc na poszczególne etapy produkcji, inżynierowie systemów automatyki widzą inteligentne roboty oraz wymyślne maszyny, realizujące zadania zgodnie z wysublimowanymi preferencjami klienta. Jednak duże, scentralizowane fabryki to jednostki, które mijają bezpowrotnie. Fabryka przyszłości to elastyczna produkcja, pozwalająca przygotować się na szybkozmienne wymagania rynku, odporna na zawirowania, pozwalająca na szybkie reakcje w świecie dostawca ? klient.
W badaniu przeprowadzonym w sierpniu 2008 roku przez Control Engineering Polska wzięło udział blisko 180 respondentów, których podzielono na dwie grupy ? użytkowników sterowników PLC oraz dostawców.
