Raport: Polski rynek HMI/SCADA/DCS

W niniejszym raporcie, omawiającym polski rynek paneli operatorskich HMI (Human Machine Interface), systemów SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) oraz rozproszonych systemów sterowania DCS (Distributed Control System), odpowiadających za sterowanie i wizualizację procesu przemysłowego, zostaną poruszone kwestie związane m.in. z kryteriami wyboru tychże systemów, głównymi obszarami ich zastosowań, możliwościami wiążącymi się z wykorzystaniem tytułowych rozwiązań, a także trendami panującymi w tym segmencie rynku.
SCADA i HMI niezmiennie na topie
W opinii 83% użytkowników oraz 91% dostawców biorących udział w redakcyjnej ankiecie magazynu „Control Engineering Polska”, za najbardziej popularne oprogramowanie przemysłowe zostały uznane systemy SCADA. Na drugim miejscu znalazły się panele HMI, wskazane przez 55% użytkowników i 82% dostawców. W redakcyjnym sondażu przeprowadzonym w 2014 r., ranking popularności oprogramowania przemysłowego przedstawiał się bardzo podobnie – SCADA i HMI również były wtedy niekwestionowanymi liderami.
W tegorocznym badaniu trzecie miejsce przypadło – zdaniem użytkowników – oprogramowaniu Historian, natomiast według dostawców miejsce to należy się systemowi MES (rys. 1).
Co najczęściej wybierają klienci?
Uczestników sondażu zapytaliśmy o to, jakie systemy SCADA/HMI mają zainstalowane w swoich zakładach. Zgodnie z odpowiedziami ankietowanych są to: WinCC (44%), InTouch (30%), Asix (21%), Proficy iFIX (20%), Proficy Cimplicity (15%), InduSoft (9%), Factory Talk (8%), Zenon (7%). Niespełna 5% respondentów wskazało również na Control Maestro oraz Citect.
Natomiast w opinii dostawców kolejność trzech najczęściej wybieranych przez klientów systemów SCADA/HMI przedstawia się następująco: InTouch (55%), WinCC (45%) oraz Proficy iFIX (27%).
Obie ankietowane grupy są zgodne co do tego, że największą popularnością cieszą się panele z wyświetlaczami kolorowymi do 10 cali. Twierdzi tak 48% użytkowników i 55% dostawców. Zgodnie ze wskazaniami użytkowników drugą pozycję zajmują panele z wyświetlaczami kolorowymi większymi niż 10 cali (34%), a trzecią – komputery panelowe (15%), które w rankingu dostawców znalazły się na drugim miejscu (rys. 2). Inne rozwiązania, takie jak panele z wyświetlaczami monochromatycznymi, wskazuje jedynie 2% użytkowników.
<—newpage—>Główne obszary zastosowań
Jak pokazuje rys. 3, wachlarz zastosowań systemów HMI i SCADA jest bardzo szeroki – począwszy od przemysłu spożywczego, maszynowego czy energetyki, które to obszary zostały uznane za głównych odbiorców tychże systemów, a skończywszy na branżach chemicznej, farmaceutycznej i motoryzacyjnej, a także sektorze wodno-kanalizacyjnym, automatyce budynkowej, ochronie środowiska czy transporcie.
Warto dodać, że obecnie coraz rzadziej można spotkać maszyny przemysłowe niewyposażone w panel operatorski HMI. Ceny paneli oraz łatwość ich programowania zachęcają do korzystania z takich właśnie rozwiązań.
Jeśli chodzi o systemy DCS, najważniejszymi obszarami ich zastosowań są: rafinerie (65% użytkowników, 82% dostawców), przemysł chemiczny (59% użytkowników i 73% dostawców), wytwarzanie energii (55% użytkowników i 72% dostawców) oraz wydobycie ropy i gazu (36% użytkowników i 36% dostawców). Zdaniem obu ankietowanych grup rozproszone systemy sterowania używane są również – jednak już w nieco mniejszym zakresie – w cementowniach, przemyśle papierniczym oraz spożywczym, a także w hutnictwie i przemyśle szklarskim.
Zalety systemu DCS
Systemy DCS – jak wyjaśnia Robert Tomasiewicz, prezes zarządu w firmie elPLC – często bywają mylone z rozproszonymi systemami wejść/wyjść, które mogą być częścią DCS. Warto przy tym dodać, że nierzadko elementami składowymi DCS są systemy SCADA i HMI.
– Niewątpliwą zaletą systemów DCS jest wspólna zintegrowana baza danych, zawierająca tagi/zmienne procesowe – tłumaczy ekspert. – Jest to jednak uproszczenie, bo definiujemy zmienną jeden raz, po czym powinna być ona widoczna w każdej warstwie systemu. Do ważnych zalet systemów DCS należą też: możliwość redundancji, hot swap i zmiana algorytmów sterujących online. Przede wszystkim istotna jest jednak skalowalność tych systemów, co czyni je łatwymi w utrzymaniu i rozbudowie.
Liczne korzyści związane z zastosowaniem systemu DCS dostrzega również wielu respondentów. Na długiej liście zalet znajdują się m.in.:spójność systemu, duże możliwości konfiguracyjne i adaptacyjne, decentralizacja sterowania minimalizująca ryzyko awarii unieruchamiających całość systemu, mniejsze koszty rozbudowy, pełna integracja wizualizacji z oprogramowaniem systemu sterowania, łatwość budowy aplikacji wizualizacji, a także możliwość równoczesnego programowania z kilku stacji roboczych.
Ankietowani doceniają również kompleksowość rozwiązania, przeznaczonego pod konkretną branżę, które realizuje zakres sterowania i monitorowania instalacji przemysłowej. Wykorzystanie systemu DCS pozwala na sprawną obsługę bardzo dużych obiektów (nawet do 50 tys. wejść/wyjść) i zdalne zarządzanie procesem. Operator z jednego miejsca może nadzorować pracę wielu urządzeń oraz przebieg złożonych procesów produkcyjnych. Gdy należy podjąć decyzję o zmianie parametrów pracy, zwykle operacja ogranicza się wyłącznie do zmiany nastaw, realizowanej za pomocą myszki lub klawiatury komputera. Jest to szczególnie istotne zwłaszcza w dużych halachprodukcyjnych, gdzie dotarcie do określonej maszyny wiąże się niejednokrotnie z pokonaniem sporej odległości. Nie bez znaczenia pozostaje również szybkość reakcji oraz mniejsza awaryjność, w porównaniu do systemów scentralizowanych.
Jak podkreśla jeden z ankietowanych użytkowników, dużym atutem systemów DCS jest wspólna baza danych dla części procesowej i synoptyk graficznych, która umożliwia łatwą zmianę nastaw parametrów regulatorów oraz całych logik, algorytmów przetwarzania i sterowania, szybkie dodawanie kolejnych punktów procesowych lub dokonywanie zmian w adresacji już używanych wejść/wyjść, a także przeprowadzanie diagnostyki UAR, w oparciu o stany sygnałów we/wy online w postaci graficznej.
<—newpage—>Co decyduje o wyborze systemów?
Z doświadczenia Jarosława Pawełka, doradcy technicznego w firmie Multiprojekt, wynika, że użytkownicy szczególną uwagę zwracają na uniwersalność.
– Zadania stawiane urządzeniom są bardzo zróżnicowane – mówi. – Zależą od rodzaju aplikacji i preferencji klienta. Niezależnie od tego klienci kierują się również ceną. Najważniejszym aspektem wyboru jest więc to, aby urządzenia zapewniały klientowi jak największą funkcjonalność, przy względnie niskiej cenie.
Ponadto – jak dodaje Jarosław Pawełek – klienci oczekują, aby dostarczone rozwiązanie było łatwe zarówno w procedurze implementacji programu, jak i obsłudze. Niezależnie od tego, ważna dla użytkownika jest możliwość uzyskania fachowej pomocy technicznej, czy skorzystania ze szkoleń z zakresu danego produktu.
Przyjrzyjmy się teraz wynikom naszego sondażu dotyczącym głównych kryteriów branych pod uwagę przez klientów podczas zakupu HMI. Zarówno wśród ankietowanych użytkowników, jak i dostawców panuje jednomyślność co do najważniejszych czynników mających wpływ na wybór paneli operatorskich. Jak pokazuje rys. 4, w czołówce kryteriów branych pod uwagę przez potencjalnych nabywców tych rozwiązań znalazły się: cena (65% użytkowników i 91% dostawców), wsparcie techniczne (64% użytkowników i 82% dostawców) oraz jakość wykonania (41% użytkowników i 36% dostawców).
We wspominanej już wcześniej ankiecie redakcyjnej przeprowadzonej dwa lata temu, na trzech pierwszych miejscach również znalazły się wyżej wymienione kryteria, z tą jednak różnicą, że wsparcie techniczne zostało uznane przez ankietowanych użytkowników za kwestię najważniejszą. W dalszej kolejności wymieniano natomiast cenę i jakość wykonania.
Dla ok. 40% respondentówbiorących udział w tegorocznym sondażu ważna jest także marka, a dla ok. 30% – zastosowanie. Co piąty uczestnik sondażu zwraca uwagę również na parametry techniczne, m.in. takie jak: rozdzielczość, wydajność, pojemność pamięci, dostępne interfejsy komunikacyjne, możliwość podłączenia urządzeń peryferyjnych, odporność na uszkodzenia oraz na warunki środowiskowe, spełnienie wymagań dla danej branży (np. zastosowanie obudowy IP65 oraz stali kwasoodpornej w wypadku branży spożywczej), szybkość reakcji na polecenia, system operacyjny, liczba i typ łączy elektronicznych, certyfikaty ATEX, a także rodzaj matrycy dotykowej.
Natomiast zdaniem Jacka Steca, dyrektora sprzedaży Systems & Reliabity Solutions w firmie Emerson Process Management, mimo rodzącej się świadomości istniejącego zagrożenia informatycznego systemów sterowania, większość użytkowników w ogóle nie zwraca uwagi na ten aspekt i w trakcie precyzowania wymagań związanych z zakupem nowego systemu czy też modernizacji systemu istniejącego, nie docenia wagi tych zagadnień oraz nie formułuje szczegółowych wymagań w tym zakresie.
Cena kontra jakość i możliwości
Podobnie jak to miało miejsce przed dwoma laty, tak i teraz większość użytkowników (61%) oraz dostawców (64%) uważa, że ceny systemów SCADA i HMI są adekwatne do ich jakości i możliwości.
Respondenci podkreślają, że systemy do wizualizacji i nadzoru muszą działać stabilnie i niezawodnie, natomiast oprogramowanie jest często newralgicznym punktem aplikacji. Trzeba być świadomym, że cena za licencję oprogramowania obejmuje także nakłady finansowe ponoszone na rozwój i wsparcie rozwiązania. Nieustanne poszukiwanie nowych rozwiązań i pogoń za poprawkami przez producentów oprogramowania, przekładające się na ogrom włożonej pracy, musi mieć swoje odzwierciedlenie w kosztach.
Systemy SCADA oraz HMI oferują szereg możliwości – nie tylko wizualizację, ale także raporty, analizy itd. Co ważne, systemy te można elastycznie dopasowywać do potrzeb instalacji. Zdaniem ankietowanych modułowe oprogramowanie pozwala na wybór tylko tych komponentów, które są potrzebne. Nie trzeba płacić za funkcje, z których nie będzie się korzystać. Ponadto obecnie już nawet markowe produkty można nabyć za rozsądną cenę.
Wśród reprezentantów mniejszości, twierdzącej iż cena systemów SCADA/HMI jest zbyt wygórowana, pojawiają się głosy świadczące o niezadowoleniu z użytkowanych systemów. Ich zdaniem większość pakietów nie zaspokaja wszystkich wymagań stawianych aplikacjom klienckim. Często brakuje niektórych funkcjonalności, a moduły nie chcą ze sobą bezproblemowo współpracować. Respondenci narzekają także na mało elastyczne opcje licencyjne (liczba tagów), a część wprost wyraża pogląd, że oprogramowanie powinno być bezpłatne.      
<—newpage—>Jest dobrze, a nawet bardzo dobrze…

W opinii Krzysztofa Okońskiego, promotora HMI w firmie Siemens, rynek oprogramowania HMI/SCADA rozwija się w Polsce i na świecie bardzo dynamicznie. Coraz wyższa świadomość techniczna i wynikające z niej oczekiwania stawiane systemom SCADA zwiększają zapotrzebowanie na systemy złożone, stanowiące integralną część systemów automatyki. 
– Inwestorzy oczekują od dostawców zintegrowanych rozwiązań, pozwalających na prowadzenie produkcji z odpowiednią wydajnością, jakością i niezawodnością. Coraz częściej na podjęcie decyzji wpływa współczynnik TCO (Total Cost of Ownership), czyli całkowity koszt oprogramowania, uwzględniający jego późniejsze utrzymanie – podkreśla Krzysztof Okoński. – Takie podejście do prowadzenia inwestycji wymaga bardzo dobrej współpracy dostawcy narzędzi programowych z firmami integratorskimi, które, mając odpowiednią wiedzę technologiczną, są w stanie wdrażać kompleksowe rozwiązania we wszystkich sektorach przemysłu.
Zgodnie z odpowiedziami sondowanych dostawców, aktualna sytuacja na polskim rynku SCADA/HMI, w porównaniu z latami poprzednimi, jest dobra (55%) oraz bardzo dobra (45%).
Jak tłumaczy Paweł Józefczuk, inżynier sprzedaży w firmie PLcontrol, w ostatnich latach nastąpiła duża popularyzacja systemów HMI/SCADA oraz rozproszonych systemów sterowania.
– Wynika to z większej dostępności i coraz niższych kosztów tych systemów – twierdzi. – Obecnie nawet w małych aplikacjach stosuje się panele HMI zamiast przycisków, wskaźników i lampek sygnalizacyjnych, co upraszcza montaż i daje duże możliwościkonfiguracji całego systemu.
Również większość użytkowników postrzega sytuację na rynku jako dobrą (64%), a pozostali twierdzą, że jest ona bardzo dobra (34%). Jedynie 2% osób uważa ją za złą, co rzekomo ma związek m.in. ze zbyt wysokim kosztem zakupu licencji markowego oprogramowania.
Zdaniem respondentów za dobrą sytuację na rynku systemów SCADA/HMI odpowiadają takie czynniki, jak: wzrost zapotrzebowania na tego typu rozwiązania, spowodowany realizowaniem nowych inwestycji oraz przeprowadzaniem modernizacji; rosnący poziom automatyzacji przemysłu; zwiększona potrzeba wizualizowania procesów produkcyjnych; duży wybór oferowanych rozwiązań; lepsze wsparcie dostawców; szeroki wachlarz możliwych zastosowań; coraz większa świadomość klientów co do możliwości ich zastosowania oraz korzyści z tego płynących; większa dostępność i cena adekwatna do ich możliwości.
Ankietowani podkreślają, że coraz częściej rezygnuje się ze sterowania fizycznymi przyciskami i potencjometrami. Obecnie powstaje wiele nowych firm i zakładów przemysłowych, bazujących na specjalizowanej automatyce, a także coraz więcej aplikacji wymaga inteligentnego interfejsu dla użytkownika, co znajduje odzwierciedlenie w dobrej passie trwającej na rynku HMI/SCADA.
W opinii sondowanych osób polski rynek jest nadal bardzo chłonny w zakresie automatyzacji – inwestycje będą wciąż dużą częścią wzrostu PKB. Jak tłumaczą respondenci, już teraz widać pierwsze symptomy ożywienia inwestycyjnego.
Perspektywa najbliższego roku
Jak deklarują wszyscy ankietowani, zważywszy na fakt, iż sprzedaż paneli operatorskich HMI oraz systemów SCADA zwiększyła się w ciągu ostatniego roku w porównaniu z okresem wcześniejszym, można przypuszczać, że tendencja wzrostowa sprzedaży utrzyma się w ciągu najbliższych dwunastu miesięcy. Twierdzi tak 91% dostawców, opierając swoje przypuszczenia na wnikliwej analizie obecnej sytuacji panującej na polskim rynku. Przede wszystkim chodzi o realizowanie nowych inwestycji (również tych publicznych – w związku z nową perspektywą finansowania z UE), ciągłą potrzebę modernizacji istniejących instalacji oraz automatyzację nowych elementów, wymagania inwestorów zagranicznych, konieczność ujednolicania warunków prowadzenia produkcji, a także dostępność i niższe ceny omawianych rozwiązań. Ankietowani zwracają również uwagę na to, że coraz większy nacisk kładzie się na inteligentne i zintegrowane sterowanie oraz przejrzystość interfejsu, co również sprzyja zwiększeniu zapotrzebowania na omawiane systemy.
Pozostały odsetek sondowanych dostawców (9%) nie liczy jednak na większe zmiany w ciągu najbliższych miesięcy, prognozując, że sprzedaż w tym czasie pozostanie na tym samym poziomie co w roku ubiegłym.             
Jeśli chodzi o plany zakupowe systemów HMI/SCADA, to – jak pokazuje rys. 5, wydatki na ten cel chce zwiększyć co drugi ankietowany użytkownik. Powodami podjęcia takiej decyzji są m.in.: budowa nowych linii technologicznych bądź ich modernizacja, wygoda użytkowania systemów, łatwość ich konfiguracji oraz przystępna cena HMI/SCADA – dużo niższa niż systemów DCS.
Całkiem spora liczba respondentów (43%) deklaruje, że w ciągu najbliższego roku budżet przewidziany na zakup HMI/SCADA nie ulegnie zmianie. Pozostałe osoby (7%) planują cięcia budżetowe w tym obszarze.
<—newpage—>W kierunku technologii mobilnych

Jak wyjaśnia Krzysztof Okoński z firmy Siemens, jeśli chodzi o nowe funkcje systemów SCADA, nie można zapomnieć o wsparciu dla technologii webowych i mobilnych. Obecnie przed systemami SCADA stawiane są wymagania udostępniania danych na urządzenia mobilne w zakresie nadzoru, serwisu i utrzymania ruchu. Oprogramowanie WinCC doskonale wpisuje się w ten trend, opierając się na obiektach HTML5 oraz SVG.
– Wraz z pojawieniem się technologii mobilnych pojawia się jednak pytanie o bezpieczeństwo danych i komunikacji – tłumaczy Krzysztof Okoński. – W tym zakresie wykorzystanie kodowania SSL, implementacja OPC UA oraz możliwość tworzenia kanałów VPN stało się standardem.
Ekspert dodaje, że coraz częściej wymagane jest tworzenie centralnych baz danych (Process Historian), i to z wielu niezależnych systemów SCADA. A kiedy mówimy o danych i ich gromadzeniu, to należy wspomnieć o możliwości ich agregacji, analizy i wykonywania indywidualnych raportów (Information Server oraz Performance Monitor).
Zdaniem Krzysztofa Okońskiego, w najbliższym czasie rozwój technologii mobilnych i ich implementacja w aplikacjach przemysłowych będą odgrywały bezsprzecznie największą rolę. Bezpieczny dostęp do przetworzonych danych z dowolnego miejsca na świecie i o każdej porze zyskuje coraz większe znaczenie. W niedalekiej przyszłości powinniśmy spodziewać się inteligentnych systemów SCADA (SmartSCADA), wzbogacających standardową funkcjonalność o bardzo złożone i inteligentne funkcje śledzenia, analizy i predykcji parametrów prowadzonych procesów, a wszystko to w nowoczesnej i ergonomicznej oprawie GUI. Już wkrótce – dzięki pełnemu wykorzystaniu technologii opartej na HTML5, otwartych interfejsach/API i grafikach SVG – systemy SCADA staną się całkowicie niezależne od platformy sprzętowej oraz zapewnią pełną integrację lokalnych paneli operatorskich z systemami SCADA.
Również Jarosław Pawełek z firmy Multiprojekt uważa, że w najbliższym czasie zwiększy się funkcjonalność urządzeń, a także kładziony będzie nacisk na rozwiązania dla urządzeń mobilnych i pracy w tzw. chmurze. Należy przy tym podkreślić, że panele działające w oparciu o dane i środowisko programowe w chmurze to świetne rozwiązanie dla obiektów, gdzie wykorzystuje się głównie dostęp zdalny. Również i w tym obszarze producenci wykazują się kreatywnością, tworząc rozwiązania do zdalnych połączeń w sieciach, które nie mają zewnętrznego adresu IP.
– Szyfrowane połączenie VPN dla każdego panelu HMI daje pełną swobodę w komunikacji z urządzeniami – wyjaśnia Jarosław Pawełek. – Nie ma potrzeby konfigurowania połączeń sieciowych i przekierowywania portów. Urządzenia podłączone do panelu są też dostępne w Internecie, przez funkcję Pass-Through, nawet jeżeli są połączone za pomocą RS485/RS232.
Panele pracujące w technologii chmury (Cloud HMI) pozwalają korzystać z ekranu zamontowanego stacjonarnie, jak również umożliwiają łączenie się poprzez urządzenia mobilne (telefony, tablety, komputery), a dzięki usługom zdalnego dostępu – również z innych sieci niż tylko lokalna.
Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej wśród Czytelników magazynu Control Engineering Polska. Oprócz tego przy tworzeniu raportu bazowano na informacjach pochodzących od dostawców HMI/SCADA/DCS. Raport nie odzwierciedla pełnego obrazu rynku.
Za pomoc w opracowaniu raportu szczególnie dziękujemy firmom: Askom, ATER Logic, B&R Automatyka Przemysłowa, COPA-DATA Polska, Emerson Process Management, InduProgress, Mitsubishi Electric, Multiprojekt, Newterm, Phoenix Contact, PLcontrol, Senga, Siemens, WObit oraz VIX Automation. Dziękujemy również wszystkim Czytelnikom magazynu Control Engineering Polska, którzy odpowiedzieli na pytania zawarte w ankiecie.
Agata Abramczyk jest redaktor naczelną magazynu Inteligentny Budynek. Od wielu lat związana jest z branżą dziennikarską i wydawniczą. Jest pasjonatką nowoczesnych technologii.
Tekst pochodzi z nr 3/2016 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.