Polski rynek sterowników programowalnych PLC

Na polski rynek wprowadzane są coraz to nowsze i bardziej zaawansowane technologicznie rozwiązania. Jak wynika z zebranych informacji, rok 2011 może zakończyć się pełnym sukcesem sprzedażowym. Dostawcy prognozują wzrost zysków, a użytkownicy – chęć kupowania PLC. Największe zainteresowanie sterownikami PLC obserwuje się w branżach wodno-kanalizacyjnej/ochronie środowiska oraz spożywczej.
W 2010 roku w porównaniu do 2009 roku 69% dostawców sterowników programowalnych na polski rynek odnotowało wzrost sprzedaży o 10 do 15 procent. Przede wszystkim wpływają na to następujące czynniki: wprowadzenie do asortymentu nowych urządzeń, ciągły rozwój głównych grup produktowych, działania na innych rynkach oraz wzrost inwestycji. Również oferta jest coraz lepiej dopasowana do potrzeb klienta.
– Wzmożone poszukiwanie oszczędności będące bezpośrednim następstwem kryzysu spowodowało wzrost zainteresowania produktami równie dobrymi, robiącymi to samo, działającymi tak samo, a dużo tańszymi niż firm dotychczas uznawanych za renomowane – uzasadnia Krzysztof Gołąb, kierownik działu automatyki i napędów firmy Multiprojekt.
15% ankietowanych przez Control Engineering Polska nie zanotowało jednak, żadnych skoków liczby dokonywanych transakcji.

Aktualnie prawie wszyscy respondenci obserwują wzrost tempa rozwoju rynku sterowników PLC w Polsce. Urządzenia są coraz tańsze i łatwo programowalne, wprowadzane są nowe rozwiązania i nowe technologie, co wpływa pozytywnie na sprzedaż. Również automatyka w naszym kraju nie odczuła tak bardzo kryzysu, jak w innych krajach w Europie.
Z danych uzyskanych od 83% dostawców wynika, że spodziewają się oni w bieżącym roku wzrostu sprzedaży sterowników. Ich prognozy mogą się sprawdzić, ponieważ aż 96% sondowanych użytkowników PLC zadeklarowało plany nabycia tego typu urządzeń, w tym jedna trzecia z nich chce zwiększyć poziom swoich zakupów orientacyjnie o 1050%. 57% ankietowanych chce się zaopatrzyć w taką samą liczbę sterowników co w roku ubiegłym (wykres 1).
Czynniki wpływające na decyzję o zakupie
Ankietowani użytkownicy sterowników programowalnych przy zakupie tego typu urządzeń kierują się najczęściej marką producenta i oczywiście ceną. Dla 59% z nich istotna jest również łatwość programowania. Ponad połowa bierze pod uwagę niezawodność urządzenia i czas bezawaryjnej pracy oraz wbudowaną obsługę interfejsów komunikacyjnych, a 43% – możliwość łatwego dostępu i doboru modułów dodatkowych. Mniej niż jedna trzecia respondentów decyduje się na zakup PLC ze względu na różnorakie funkcje związane ze sterowaniem oraz moc obliczeniową i pamięć sterownika.

Według dostawców najistotniejszymi czynnikami zakupowymi mającymi wpływ na decyzje ich klientów są niezawodność i czas bezawaryjnej pracy, a także wbudowana obsługa interfejsów komunikacyjnych. Najrzadziej o nabyciu PLC rozstrzyga moc obliczeniowa i pamięć sterownika (wykres 2).
Kto kupuje?
Największe zainteresowanie sterownikami PLC obserwuje się w branżach wodno-kanalizacyjnej/ochronie środowiska oraz spożywczej (po 77% odpowiedzi). Mniej niż połowa dostawców stwierdziła, że ich klienci pochodzą z następujących sektorów: ciepłownictwo, przemysł metalowy, chemiczny. Według ponad trzech czwartych ankietowanych kupujących to przedstawiciele przemysłu lekkiego, energetyki, przemysłu samochodowego. Nabywcami są również branże: farmaceutyczna, metalurgiczna, rafineryjno-petrochemiczna, automatyka budynkowa, przetwórstwo minerałów oraz przemysł celulozowo-papierniczy (wykres 3).
Popularni dostawcy
Z informacji zebranych od użytkowników wynika, że 51% z nich nie jest przywiązanych do jednej marki sterowników programowalnych. Wybór PLC zależy u nich od ceny, potrzeb, funkcji, wymagań. Ankietowani szukają urządzeń prostych w programowaniu. Chcą sprostać różnorodności wymagań technologicznych. Również wielu z nich nie ma jednego standardu.

Pozostali respondenci są przywiązani do jednej marki, ponieważ mają zunifikowane wyposażenie, narzucone standardy lub nie chcą inwestować w szkolenia i przepisywanie programów. Przyczynami są także: jedno oprogramowanie narzędziowe, trafienie w oczekiwania, zmniejszenie kosztów (magazyn części zamiennych), możliwość pozyskania rabatu, korzystanie z tego samego wsparcia i asysty technicznej, dobra opinia o sprawdzonej marce, wysoka jakość stosowanych urządzeń.
Poprosiliśmy dostawców, aby określili, który z producentów sterowników programowalnych PLC jest według nich najpopularniejszy w Polsce. Pierwsze miejsce zajął Siemens. Druga pozycja przypadła Mitsubishi Electric, trzecia – firmie Omron, a czwarta – Allen Bradley.

Najczęściej w asortymencie respondentów znajdują się PLC firmy Siemens (23%). 15% z nich oferuje produkty Omrona i Saia-Burgess. Również zaopatrzeni są w urządzenia następujących firm: Panasonic, FATEK, Horner APG, Allen-Bradley, GE Intelligent Platforms (GE Fanuc), Mitsubishi Electric oraz TECO, Yokogawa, Frenzel + Berg Electronic, RS OEMax, KDT Sysyems, Delta Electronics.
Użytkownicy natomiast najchętniej wybierają sterowniki programowalne Siemensa (76%), Schneider Electric oraz GE Intelligent Platforms (GE Fanuc) (po 24%). Ankietowani mają zainstalowane w swoich zakładach urządzenia: Omron, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, Moeller Electric, a także FATEK. Mniej niż 10% z nich wykorzystuje PLC produkcji Unitronics, Beckhoff Automation, B&R, Hitachi, ABB, Saia-Burgess, Horner APG, Panasonic, IDEC oraz Vipa (wykres 4).

Współpraca dostawców i użytkowników
72% użytkowników ocenia poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców sterowników programowalnych PLC jako średni. 17% uważa go za dobry, natomiast pozostali jako słaby.
Dostawcy w swojej ofercie proponują użytkownikom również usługi dodatkowe, takie jak: doradztwo techniczne, projektowanie i programowanie PLC, uruchamianie systemów i szkolenia techniczne. Mogą być one prowadzone odpłatnie lub nieodpłatnie. W tabeli 1 zostały zestawione usługi wraz z informacjami, jaki odsetek ankietowanych dostawców prowadzi je za dodatkową opłatą lub bez niej.

Aplikacje z PLC
Oferowane przez dostawców sterowniki programowalne można wykorzystywać w małych maszynach i przy prostym sterowaniu procesem. Również stosowane są w maszynach z kilkoma osiami, a także w dużych procesach (w tym sterownie wsadowe). Według 30% ankietowanych PLC używa się także w systemach bezpieczeństwa opartych na standardowych komponentach od SIL1 do SIL3.
Ponad połowa użytkowników stosuje sterowniki do prostego sterowania procesem oraz w małych maszynach. Najrzadziej pracują one w aplikacjach związanych z systemami bezpieczeństwa (wykres 5).

Popularne rodzaje sterowników
W ofercie wszystkich ankietowanych dostawców znajdują się mikrosterowniki programowalne (16128 punktów We/Wy). 85% z nich oferuje PLC średniej wielkości (129512 punktów We/Wy), 77% – nano (mniej niż 15 punktów We/Wy), natomiast 62% – duże (ponad 512 punktów We/Wy). W zakładach najczęściej zainstalowane są sterowniki średnie. Czasami można spotkać nano PLC (wykres 6). 61% użytkowników informuje również, że ich sterowniki są modułowe i kompaktowe. Według 35% tylko modułowe, a według 4% – tylko kompaktowe.
86% użytkowników ma zainstalowane proste sterowniki klasyczne PLC (mające funkcje sterowania logicznego, co najwyżej PID). 37% z nich ma sterowniki bardzo zaawansowane, oparte na technologii PC. 35% sondowanych korzysta ze sterowników dedykowanych, w tym regulatorów mikroprocesorowych, natomiast 14% – z zagnieżdżonych systemów sterowania (embedded technology). Użytkownicy stosują także sterowniki DCS oraz OPLC. W przypadku dostawców proste PLC stanowią asortyment aż 92% respondentów. PLC dedykowane są w ofercie 69% z nich. Sterowniki bardzo zaawansowane sprzedaje 38% dostawców, a zagnieżdżone systemy sterowania – 31%. Innymi typami sterowników programowalnych znajdującymi się w ofercie są systemy rozproszone, sterowniki redundancyjne, ESD, DCS, zaawansowane sterowniki PLC z wbudowanym zespołem funkcjonalności automation serwer oraz kompaktowa seria FX oraz modułowe serii Q.

Moduły w aplikacjach z PLC
W aplikacjach realizowanych z użyciem PLC sprzedawanymi przez wszystkich dostawców można wykorzystywać następujące moduły: szybkie liczniki, moduły komunikacyjne, wejścia/wyjścia analogowe, wejścia/wyjścia dyskretne. Według 92% ankietowanych stosowane są także moduły regulacji ciągłej (PID, Fuzzy) i moduły wejść temperaturowych. Również używa się modułów sterowania ruchem. Innymi modułami wykorzystywanymi w aplikacjach realizowanych z użyciem PLC są moduły: PWM, wagowe, regulacyjne, komunikacji bezprzewodowej (GSM/GPRS, Bluetooth), a także moduły obsługujące: dźwięk (np. do automatyki budynkowej), LED-y, nastawniki kodowe, klawiatury numeryczne, RFID, terminale operatorskie, karty SD, modemy.
Sondowani użytkownicy w aplikacjach z PLC wykorzystują najczęściej moduły wejścia/wyjścia dyskretne oraz analogowe. O wiele rzadziej stosują moduły regulacji ciągłej (PID, Fuzzy), a także moduły sterowania ruchem (wykres 7).

Protokoły komunikacyjne
W sterownikach programowalnych z oferty wszystkich dostawców można używać protokołu komunikacyjnego Serial RS-232/RS-485. Równie często udostępniane są Modbus oraz 420 mA/010 VDC. Więcej niż połowa dostawców informuje, że ich PLC wykorzystują protokoły Ethernet, Profibus, a także DeviceNet. Inne stosowane protokoły to: HART, protokoły bezprzewodowe, ControlNet, A-B Remote I/O, BCD, a także BACnet, CAN/CANopen, CC-link, CompoBus/S, CompoNet, Controller Link, DALI, EnOcean, EtherCat, Foundation Fieldbus, Genius, GPRS, KNX/EIB, LonWorks, M-Bus, Mechatrolink, MELSECNET, MP-Bus, PROFInet, S-Bus, SMS, transmisji bezprotokołowej ASCII z inteligentnymi peryferiami (protokół użytkownika) np. do systemów wagowych, mieszalników, nawet serwonapędów.
Wśród użytkowników najpopularniejszy jest Ethernet, który z PLC 73% używa do komunikacji z HMI/SCADA, natomiast 55% do łączenia z siecią PLC-PLC. Rzadziej stosuje się go w sieciach nadzorczych (35%) i kontroli I/O (27%). Kolejnymi popularnymi protokołami są Serial RS-232/RS-485 3) i Profibus. Najrzadziej stosują A-B Remote I/O.
Na wykresie 8 zostały porównane odpowiedzi użytkowników dotyczące stosowanych protokołów komunikacyjnych w sterownikach PLC, z danymi zebranymi od dostawców.
Programowanie sterowników
Najczęściej do programowania sterowników PLC używany jest najpopularniejszy wśród użytkowników język drabinkowy (LAD) oraz język bloków funkcyjnych (FBD). Inne często stosowane języki programowania to: listy instrukcji (IL), tekstu strukturalnego (ST) oraz SFC. PLC można programować również w CFC, C, S7-GRAPH, STL (Statement List) oraz Step Blok Grafcet. Sterowniki sporadycznie programowane są w języku producenta, tzw. dedykowanym.
Wykres 9 pokazuje zestawienie możliwych języków do programowania PLC oraz ich popularności wśród użytkowników.
Ocena funkcjonalności PLC
W ankiecie przeprowadzonej wśród użytkowników PLC najwyżej ocenione zostały: obliczenia zmiennoprzecinkowe, możliwość wykorzystania sterownika w aplikacjach sieciowych oraz zaawansowane algorytmy sterowania (ich obecność w funkcjach sterownika). Przeciętnymi dla respondentów jest funkcjonalność HMI, akwizycja danych procesowych oraz elastyczny przydział pamięci (tabela 4).
Funkcjonalność i technologia sterowników programowalnych PLC jest cały czas rozwijana i udoskonalana. Jednym z kierunków zmian jest rozwój możliwości komunikacyjnych, przeważnie Ethernet i sieci polowe Fieldbus (Profibus, Modbus itd.). Możliwości programowe sterowników mikro zbliżają się do dużych modeli PLC. W urządzeniachtych ciągle zwiększają się zdolności obliczeń zmiennoprzecinkowych i pojawiają się opcje stosowania własnych bloków funkcyjnych.
– Tworzenie i obsługa systemów automatyki stają się coraz prostsze dzięki możliwościom nowoczesnych PLC – stwierdza Wojciech Znojek, dyrektor generalny firmy SABUR. – Użytkownik, często niebędący inżynierem, może w intuicyjny sposób, taki jaki zna z komputerów i różnych urządzeń używanych na co dzień, pobierać, analizować i przetwarzać zebrane informacje oraz wizualizować je, wykorzystując standardową przeglądarkę internetową. Sterowniki mają możliwość wysyłania e-maili, pracują jako serwer FTP i WWW, komunikują się z wykorzystaniem GPRS i Bluetooth, a także pozwalają przechowywać dane na karcie pamięci Flash w systemach plików. Standardem jest również wbudowanie w urządzenia interfejsów USB oraz do sieci Ethernet, co umożliwia łatwe wykorzystanie PLC w systemach, gdzie zagregowane dane muszą być przesyłane do i ze sterownika.
Sterowniki PLC coraz częściej mają wydajniejsze jednostki centralne, a ich integracja z innymi rozwiązaniami (np. panelami operatorskimi) jest coraz prostsza.
Nowe trendy
Na rynku sterowników widocznych jest coraz więcej trendów. – Normy związane z ochroną środowiska, szczególnie w zakresie emisji CO2 oraz zużycia energii na metr kwadratowy, a także rosnące wymagania samych klientów powodują, że konieczne staje się stosowanie coraz bardziej zaawansowanych, ale jednocześnie coraz prostszych w serwisowaniu, systemów automatyki – twierdzi Wojciech Znojek. – Ważne jest także, by systemy automatyki przyczyniały się do minimalizacji zużycia mediów. PLC są coraz popularniejsze jako elementy systemów optymalizujących zużycie mediów.
Zwiększana jest prędkości działania procesorów. Rozbudowane są możliwości komunikacyjne, a także podnoszona jest funkcjonalność. Dedykowane moduły pozwalają na integrację różnych systemów w jeden układ (panel+sterownik+komunikacja). Sławomir Kacprzak, inżynier ds. wsparcia technicznego i sprzedaży z AT Control System, uważa dodatkowo, że sterowniki programowalne mikro są wyposażane w moduły umożliwiające komunikację w sieci Ethernet, polowej Fieldbus (Profibus, Modbus). Większy nacisk kładziony jest na rozwijanie sterowników serii mikro i średnich.
– Widoczny jest wzrost zainteresowania produktami, które do tej pory nie były postrzegane jako markowe – uzupełnia Krzysztof Gołąb z Multiprojekta. – Klienci zaczynają patrzeć na aplikacje, jako priorytet stawiając częściej cenę, stąd też pojawiają się produkty jako „ekonomiczne rozwiązania” do przemysłu.
CE