W maju tego roku redakcja Control Engineering Polska przeprowadziła badanie wśród użytkowników serwonapędów. Na czym im zależy, na co zwracają uwagę przy zakupie tych urządzeń? W artykule można znaleźć odpowiedzi na te pytania.
Jeszcze niedawno sterowniki ruchu wykonywały tak proste operacje jak przemieszczenie czy obrót. Współcześnie nikogo już nie zaskakuje możliwość zadawania ?profilu? zmian położenia, prędkości, momentu czy obsługa interpolacji liniowo-kołowej. Dzięki integracji funkcjonalności serwerowych (przykładowo, serwera OPC) możliwa jest prosta komunikacja z warstwami wyższymi, m.in. z systemem wizualizacji procesu. Podobnie mnogość interfejsów komunikacyjnych zapewnia prostotę wykorzystania serwonapędów w aplikacjach ze sterownikami PLC. Integracja procedur i funkcji PLCopen Motion Control pozwala na wykorzystanie serwonapędu z poziomu sterownika PLC, w ramach jednej aplikacji sterowania. Istotne jest, że funkcje te spełniają wymogi normy IEC 61131-3.
Integracja z innymi programami standardu Windows zapewniona jest przez mechanizmy OLE, COM, DCOM czy ActiveX.
Taka integracja sterowników ruchu z pewnością ułatwia działanie serwonapędu w strukturze informatycznej całej aplikacji sterowania i wizualizacji procesu. Podobnie coraz bogatsze funkcje serwonapędów pozwalają na implementację w nich wielu funkcji diagnostycznych, zgodnie z coraz częściej stosowanym podejściem predykcyjnym w obsłudze i serwisowaniu maszyn i urządzeń (str. 29, ?Zdrowie maszyn?).
Jest nam niezmiernie miło, że możemy przekazać na Państwa ręce wyniki badania opinii blisko dziewięćdziesięciu użytkowników serwonapędów z całej Polski (badanie przeprowadzone przez redakcję Control Engineering Polska, maj 2006). Pytaliśmy o Wasze preferencje i wymagania, poszukując w ten sposób źródła decyzji o tym, jak wybieracie jednego czy drugiego producenta, wybierając serwonapęd dla swojej aplikacji. Jest oczywistym (i to również wynika z Waszych odpowiedzi), że kryterium najważniejszym jest z pewnością spełnienie wymogów aplikacji (stąd ten punkt nie był brany pod uwagę). Inne czynniki, które podkreślali nasi respondenci, zostały zaprezentowane w dalszej części artykułu.
Zadając zawarte w ankiecie pytania chcieliśmy pokazać obraz polskiego rynku serwonapędów. Istotniejsze jednak wydaje się, iż dzięki badaniu możemy unaocznić Państwu, jak dynamiczna jest obecnie ewolucja.
O ile w roku 2006 targi AUTOMATICON zdominowane były przez sterowniki PLC, to wielu z nas pamięta, że rok 2005 był dla tychże targów miejscem swoistej rewolucji w dziedzinie serwonapędów oraz serwosilników. O tym, jak wielu wystawców prezentowało produkty związane ze sterowaniem ruchem, pamiętają z pewnością uczestnicy AUTOMATICON-u 2005.
Kryteria wyboru ? co decyduje?
Nasi respondenci wymieniali wiele czynników, które ? ich zdaniem ? decydują o wyborze konkretnego modelu serwonapędu. Podzieliliśmy je na dwie grupy ? techniczne i inne (pozatechniczne).
Pośród aspektów technicznych wyboru serwonapędu dominuje z całą pewnością niezawodność i bezawaryjność (39,4%), wiążąca się bezapelacyjnie z jakością, solidnością czy dokładnością działania (33,7%). Łatwość programowania/konfiguracji serwonapędu jest decydująca dla około 25,6% respondentów. Następnie czytelnicy podkreślali możliwości funkcjonalne serwonapędów (18,7%) oraz ich predyspozycje do pracy wsieci (17,5%). Dodatkowo funkcje diagnostyczne są elementem branym pod uwagę podczas wyboru modelu serwonapędu przez blisko 11,3% ankietowanych, natomiast prostota konstrukcji jest istotna dla około 10% przez nas pytanych. Jako pozostałe kwestie techniczne nasi czytelnicy sygnalizowali m.in.: moc silnika, jego odporność na przeciążenia, modułowość konstrukcji serwonapędu, precyzję pozycjonowania oraz wartości prędkości obrotowych.
Listę kwestii pozatechnicznych wyboru serwonapędów otwiera ich cena (51,8%). Może to wynikać ze zróżnicowania cenowego serwonapędów. Takie zróżnicowanie wynika wprost ze zróżnicowania właściwości funkcjonalnych poszczególnych modeli.
Wydaje się, że potrzeba kilku lat obecności na rynku zaawansowanych technologicznie rozwiązań serwonapędów, aby argument o cenie przestał być dominujący.
Serwis (21,8%) oraz wsparcie techniczne (12,4%) stanowią o wyborze serwonapędu do wykorzystania w aplikacji. Z tymi elementami wiążą się, wspomniane przez niektórych respondentów: dostępność danego modelu w Polsce, czas realizacji zamówienia oraz dokumentacja dostarczana przez dostawcę. Dodatkowo blisko 9,4% ankietowanych wskazało na pozycję producenta na rynku światowym (jego renomę) jako kryterium wyboru serwonapędu.
Oprogramowanie nie bez znaczenia
W artykule ?Systemy napędowe dla układów pozycjonowania o wysokiej dynamice? (Control Engineering Polska z marca 2006) zamieszczono interesujący podział koncepcji realizacji złożonych algorytmów sterowania ruchem. Podział tam zaprezentowany na:
-
koncepcję, w myśl której, zabudowuje się w sterowniku ruchu małe PLC, realizującego lokalnie cały algorytm sterowania napędem oraz
-
koncepcję uproszczenia do dedykowanego wzmacniacza i przeniesienia całego sterowania do sterownika nadrzędnego, kontrolującego pracę maszyny ? można uzupełnić o najnowsze rozwiązania niektórych firm, integrujące w jednym urządzeniu funkcje sterownika ruchu, wysoko wydajnego sterownika PLC oraz funkcjonalności takiej, jak np. implementacja serwera OPC.
W związku z takim podziałem normalne jest, że zupełnie inne funkcje będą miały programy do konfiguracji/programowania serwonapędów w każdej z wymienionych powyżej grup.
Nasi respondenci ocenili (w skali od 1 do 10) wygodę konfiguracji/programowania serwonapędów, które wykorzystują w aplikacjach średnio na 6,35 punktu. Jest to stosunkowo wysoko, choć jeszcze daleko do maksymalnej liczby 10 punktów.
Praca serwonapędów w sieci ? znak czasów…
Znamiennym jest fakt, iż blisko 80% naszych respondentów, wykorzystujących serwonapędy, używa je w aplikacjach sieciowych. Z całą pewnością jest to istotny wzrost w stosunku do lat poprzednich.
Dominującym standardem komunikacji sieciowej jest Profibus (85%), następnie sieci oparte na CAN (46%). Innym, dominującym w odpowiedziach respondentów jest protokół SERCOS (38%). Na dalszych miejscach plasują się rozwiązania oparte na sieciach Device- Net (17%), Ethernet (16%), Ethernet Powerlink (9% ankietowanych) oraz sieci X2X (8%).
Jak pokazują podobne ankiety, przeprowadzone m.in. w USA, protokoły takie, jak SERCOS czy Ethernet Powerlink (protokoły deterministyczne, wykorzystywane w aplikacjach sterowania, czasu rzeczywistego), zwiększają swój udział w rynku serwonapędów (SERCOS ? 55% w roku 2005, 39,9% w roku 2004; Ethernet Powerlink ? 18% w roku 2005).
Istotne aspekty działania serwonapędów w sieci
W związku ze stosowaniem serwonapędów w aplikacjach sieciowych nasi respondenci zwracają naszą (a za naszym pośrednictwem Państwa) uwagę na kilka istotnych aspektów wyboru danego modelu serwonapędu, gdy wszystkie pozostałe wymogi związane z aplikacją zostały spełnione.
Blisko 57,1% ankietowanych przywiązuje wagę do sposobu (protokołu) komunikacji z serwonapędem w sieci.
Około 31,4% naszych respondentów ceni sobie kompleksowość i otwartość stosowanego systemu, pozostawiając sobie możliwość prostej rozbudowy zastosowanego rozwiązania.
20% pytanych przez nas użytkowników serwonapędów wykorzystuje w aplikacjach funkcje serwisowe/diagnostyczne, jakie wiele firm oferuje w sprzedawanych przez siebie seriach. Oprogramowanie do konfiguracji/programowania serwonapędu nie jest bez znaczenia dla blisko 17,2% respondentów.
Niecałe 5% pytanych przez nas czytelników zwraca uwagę na dobrze przygotowaną dokumentację. W przypadku rozwiązań sieciowych jest to o tyle istotna sprawa, że przykłady konfiguracji, które znaleźć w niej można, mogą znacznie przyspieszyć uruchomienie aplikacji. Nie musimy bowiem kontaktować się z działem wsparcia technicznego firmy-dostawcy. Pomimo tego, że zwraca na ten aspekt działania serwonapędów w sieci zaledwie niecałe 5% ankietowanych, to jest to istotna wskazówka dla producentów serwonapędów.
Wsparcie techniczne ? dostawcy w naszych oczach…
Jedno z pytań ankiety przewidywało poznanie Państwa oceny dostawców serwonapędów w Polsce. Okazuje się, że dostawcy w naszym
kraju traktują swoich klientów czy ewentualnych klientów wręcz fenomenalnie. Użytkownicy wystawili im średnią ocenę prawie 7,3 punktu (w skali od 1 do 10 punktów; 1 oznaczało ? bardzo słabo, 10 ? bardzo dobrze). Świadczy to o tym, że kontakt firm zaopatrujących rynek polski w serwonapędy z klientami jest doskonały. Bardzo często mamy możliwość wypożyczenia sprzętu przed zakupem, jesteśmy zapraszani na darmowe skrócone szkolenia/prezentacje (w celu zapoznania się z możliwościami serwonapędów, które ewentualnie będziemy użytkować). Wszystko to tworzy znakomitą aurę kontaktu. Dodatkowo dość często pracownicy firm-dostawców pomagają w rozwiązywaniu najważniejszych problemów w aplikacjach, do których wykorzystujemy zakupiony sprzęt. Niejednokrotnie czynnik ten jest warunkiem wyboru takiego lub innego modelu serwonapędu, zmniejszając nawet wpływ ceny sprzętu na tenże wybór.
Charakter aplikacji
Pytaliśmy również naszych respondentów o rodzaj aplikacji, do jakich wykorzystują serwonapędy, rodzaj silników, jakich używają jak również sposób sprzężenia enkoderowego, wykorzystywanego przez nich najczęściej. Dzięki tym informacjom wprawni czytelnicy zauważą, w jakich obszarach przemysłu serwonapędy znajdują coraz więcej zastosowań.
W drugiej części raportu, już w lipcu, poznacie Państwo opinię dostawców serwonapędów na polskim rynku na temat aktualnych trendów; zapytaliśmy ich między innymi, w jakich sektorach rynku zastosowanie serwonapędów będzie dominujące. Wyniki, jakie uzyskaliśmy, będą uzupełnieniem informacji zawartych w niniejszym raporcie.
I tak, najczęściej nasi respondenci wykorzystują serwonapędy do projektowania aplikacji realizujących ?ruch od punktu do punktu?, tzw. tryb pozycyjny (62,5%). Około 50% ankietowanych potwierdziło, że wykorzystuje serwonapędy do synchronizacji (przykładowo: do zewnętrznego lub wirtualnego enkodera). Wykorzystanie serwonapędów w trybie prędkościowym deklaruje blisko 43,8% pytanych. Działanie serwonapędów w trybie momentowy z kolei sygnalizuje około 25% naszych respondentów.
Silniki ? jakich używamy najczęściej
Ponad 56% ankietowanych wykorzystuje w projektowanych aplikacjach silniki asynchroniczne. Silniki synchroniczne ? niemal 50%. Silniki liniowe stosowane są w aplikacjach realizowanych przez około 12% użytkowników, a zaledwie 6% ? silniki momentowe.
Pewnym uzupełnieniem powyższych informacji jest fakt, iż ponad 94% używa serwonapędów w połączeniu z przekładniami.
Sprzężenie zwrotne ? jeżeli tak, to jakiego typu?
Niemal 75% respondentów zadeklarowało wykorzystywanie jakiegokolwiek sprzężenia enkoderowego. Blisko 50% użytkowników korzysta z resolvera; enkoder inkrementalny stanowi rozwiązanie w niemal 38% aplikacji. Niemal 19% pytanych wykorzystuje sprzężenie z enkoderem sinusoidalnym. Rozwiązania typu EnDat i SSI stosuje po około 12% naszych respondentów.
Podsumowanie
Na zakończenie chcielibyśmy podsumować wyniki analizy preferencji użytkowników serwonapędów na polskim rynku. Generalnie zauważalny jest dynamiczny jego rozwój. Wydaje się, że podobne ankiety, które postaramy się dla Państwa przygotowywać w przyszłości, dadzą wyniki zbliżone do tych, jakie dominują w krajach Unii Europejskiej czy USA. Wykorzystywanie najnowszych technologii w serwonapędach coraz częściej ułatwia ich wykorzystanie w aplikacjach ze sterownikami PLC. Dodatkowo prace nad ujednoliceniem programowania serwonapędów, prowadzone przez organizację PLCopen sprawiają, że czasy, kiedy sterowanie ruchem było znane wąskiej grupy użytkowników, z pewnością odchodzą do historii.
ce
W następnym wydaniu zamieścimy
zestawienie oferty dostawców serwonapędów
w Polsce, a także informacje na temat
statystyk przez nich prowadzonych ? m.in.
statystyki sprzedaży, jak dostawcy
postrzegają rynek serwonapędów.
