Serwonapędy na polskim rynku – technologie – sprzedawcy – programowanie

W maju tego roku redakcja Control Engineering Polska przeprowadziła badanie zarówno wśród użytkowników, jak i dostawców serwonapędów. W tym wydaniu przedstawiamy opinie i statystyki tych drugich.
W zeszłym miesiącu przekazaliśmy na Państwa ręce pierwszą część raportu na temat aktualnego stanu rynku serwonapędów w Polsce. Omawialiśmy w nim preferencje szerokiej grupy naszych Czytelników. Pytaliśmy o Wasze preferencje i wymagania, poszukując w ten sposób źródła decyzji o tym, jak wybieracie danego producenta, szukając serwonapędu dla swojej aplikacji. Okazuje się, że poza ceną i wymogami aplikacji zwracacie Państwo uwagę na wiele aspektów wykorzystania serwonapędów w Waszych aplikacjach. To zarówno postęp techniki mikroprocesorowej, rozwój różnorodnych protokołów sieciowych, jak również konstrukcji silników, są tymi czynnikami, dzięki którym wykorzystanie serwonapędów coraz częściej przypomina rozwiązywanie kolejnych zagadnień sterowania, a nie jest kłopotliwe i uciążliwe, jak to bywało jeszcze kilka lat temu.
W niniejszym numerze Control Engineering Polska chcielibyśmy podzielić się z Państwem opiniami dostawców i producentów serwonapędów na polskim rynku. 

Statystyki sprzedaży – wypowiedzi

Astat: Sprzedaż serwonapędów jest jednym z wielu obszarów działania firmy i stanowi 10% ogólnej sprzedaży.

Apator Control: Zauważalny jest ciągły rosnący udział procentowy w całości sprzedaży, z czego 70% to serwo AC i 30% to serwo DC.

Bosch Rexroth: Serwonapędy elektryczne są jednym z elementów kompleksowej oferty naszej firmy. Stanowią one element systemowych rozwiązań dla wielu gałęzi przemysłu.

Schneider Electric: Obserwujemy kontynuację tendencji wzrostowej na przestrzeni ostatnich 3 lat (2004/2005 – 50%, 2005/2004 – 40%).

Danfoss: Od stosunkowo niedawna wchodzimy na rynek w zakresie zastępowania prostych aplikacji serwo typową przetwornicą, przystosowaną softwarowo do sterowania tego typu silnikami.

Lenze Rotiw: Serwonapędy mają stale rosnący udział w naszej sprzedaży. Zwykle sprzedajemy kompletne rozwiązanie silnik + przemiennik + sterownik.

FESTO: Obserwujemy coraz większą sprzedaż i popularność – przy powolnym spadku cen rośnie atrakcyjność tego napędu. 

Trochę statystyki – sprzedaż serwonapędów w Polsce
W imieniu naszych Czytelników pozwoliliśmy sobie zapytać dostawców (w większości polskie oddziały międzynarodowych koncernów produkujących serwonapędy oraz silniki), jak oceniają sprzedaż proponowanych przez siebie w Polsce rozwiązań.
Okazuje się, że żadna z firm, produkujących czy dystrybuujących rozwiązania związane z serwonapędami, w Polsce nie zanotowała spadku sprzedaży; żadna z firm również nie pozwala sobie na stagnację, polegającą na utrzymaniu poziomu sprzedaży z lat poprzednich. Wynik: średnio 29,8% wzrostu sprzedaży w roku ubiegłym można z pewnością uznać za godny pochwały. Niektóre z firm od niedawna wprowadziły do swojej oferty serwonapędy i stąd ich niezbyt wysoki wynik (w okolicach 5-, 10-procentowego wzrostu sprzedaży) – firmy obecne na polskim rynku od dłuższego czasu odnotowują w ostatnim roku wzrost sprzedaży nawet powyżej 40-50%. Dość optymistycznie brzmi wypowiedź jednego z naszych respondentów, według którego „od wprowadzeniado oferty produktów związanych z techniką napędową utrzymuje się stała tendencja wzrostowa sprzedaży” (MPL). Według innego „w Polsce wzrasta produkcja maszyn wymagających serwonapędów – stąd rokrocznie obserwowany wzrost sprzedaży” (Omron).
Oznaczać to może, iż w kolejnych latach tendencja wzrostowa sprzedaży może utrzymać się, a dzięki firmom, które od niedawna mają w ofercie układy sterowania ruchem, może ona nabrać jeszcze większego tempa. Już bowiem w tym roku „po upływie pierwszych kilku miesięcy widoczny jest około 20% wzrost sprzedaży napędów serwo” (SEW-Eurodrive). Poziom tempa wzrostu zainteresowania jest jednakże wstrzymywany, albowiem, jak twierdzi jeden z respondentów, „z miesiąca na miesiąc zauważalny jest wzrost zainteresowania serwonapędami; jednakże jest to jeszcze dość wąski zakres klientów” (Zeltech).

Powody wzrostu zainteresowania

Schneider Electric: Wzrost konsumpcji oraz transfer technologiczny do Polski (coraz więcej aplikacji wykonywanych w Polsce) wpływa pozytywnie na wzrost sprzedaży serwonapędów.

MPL: Wysoka dynamika, duża precyzja pozycjonowania, zaawansowane metody sterowania to cechy niezbędne dla nowoczesnych urządzeń, których składową są napędy elektryczne. Producenci maszyn i urządzeń stawiają coraz wyższe wymagania odnośnie układów napędowych, gdzie tradycyjne rozwiązania nie sprawdzają się. Wymaganiom tym sprostają tylko serwonapędy.

Powody wzrostu zainteresowania zakupem serwonapędów
W części pierwszej raportu, poświęconego technice napędowej na rynku polskim, pytaliśmy użytkowników serwonapędów, co decyduje o tym, że wybierają dany model a nie inny, czy na ich decyzję największy wpływ ma marka producenta, czy może funkcjonalność rozwiązania? Okazuje się, że Czytelnicy wykazują olbrzymią wręcz świadomość w zakresie możliwości współczesnych serwonapędów, a co więcej w zadziwiającym tempie wprowadzają do swoich aplikacji mechanizmy oferowane przez coraz to nowsze modele, stawiając tym samym coraz to nowsze wymagania względem oferowanych im produktów.
Wydaje się, że dostawcy i producenci serwonapędów na polskim rynku doskonale rozumieją potrzeby rynku, albowiem na pytanie o przyczyny tendencji wzrostowej sprzedaży serwonapędów na polskim rynku ich odpowiedzi były podobne w przekazie z tym, czego dowiedzieliście się Państwo w pierwszej części raportu na temat serwonapędów.
I tak, wśród powodów średnio 30-procentowego wzrostu sprzedaży serwonapędów na polskim rynku, nasi ankietowani wymieniają:

  • modernizację starszych maszyn,
  • wzrost produkcji maszyn wymagających serwonapędów,
  • potrzebę modernizacji urządzeń: transportowych (branża spożywcza), precyzyjnych (branża chemiczna), manipulatorów (branża samochodowa),
  • wprowadzanie nowych technologii na rynek polski,
  • nowoczesne technologie stosowane za pomocą serwonapędów, precyzję ruchów,
  • uruchamianie coraz bardziej zautomatyzowanych linii produkcyjnych,
  • zwiększanie wydajności (szybsze maszyny) oraz elastyczności (krótsze czasy przestawiania maszyn na nowe produkty) linii produkcyjnych,
  • zwiększone wymagania co do: wydajności i niezawodności maszyn, szybkiej zmiany produkcji, jakości i powtarzalności produktu końcowego,
  • budowę nowych maszyn przez polskie firmy zamiast importu gotowych maszyn z innych (zachodnich) krajów,
  • globalizację (przenoszenie mocy produkcyjnych firm o zasięgu światowym do Polski),
  • przenoszenie zachodnich standardów jakości do Polski.

Nasi respondenci zwrócili również uwagę na czynniki hamujące sprzedaż serwonapędów na polskim rynku, wśród których najistotniejszym problemem była stosunkowo mała liczba producentów maszyn o zaawansowanych technologiach. Wydaje się, że tempo rozwoju technologii serwonapędów zachęci w najbliższym czasie wiele firm produkujących maszyny do zainteresowania modernizacją swoich linii produkcyjnych – oferta polskiego rynku serwonapędów jest bowiem bardzo szeroka.
Branże, wykorzystujące technikę serwonapędową – dziś i jutro
Serwonapędy stosuje się obecne w wielu obszarach działalności wytwórczej. Dzięki naszym respondentom możemy Państwu przekazać informacje na temat branż, w których w ostatnim roku sprzedaż rozwiązań serwonapędowym była największa. Pytaliśmy również o ocenę przyszłych zastosowań serwonapędów – w których branżach przemysłowych będzie ono największe.
Jak wynika z lewej części poniższego wykresu, najwięcej serwonapędów jest dziś wykorzystywanych w przetwórstwie spożywczym (23%), nieco mniej w przemyśle lekkim (23%) i samochodowym (15%). Zdaniem naszych respondentów około 8,5% serwonapędów stanowią aplikacje w przemyśle celulozowo-papiernicznym, natomiast 5,5% sprzedanych w ubiegłym roku rozwiązań serwonapędowych trafiło do przemysłu metalurgicznego.
Branża farmaceutyczna stanowiła 4,5%sprzedaży, natomiast pozostałe wymienione w ankiecie branże stanowiły wspólnie 12,5%. Nasi respondenci wskazali również inne obszary zastosowań serwonapędów, stanowiące wspólnie 16% ubiegłorocznej sprzedaży. I tak są wśród nich:

  • modernizacje różnych maszyn (bez sprecyzowania zastosowania),
  • branża opakowań,
  • branża tekstylna czy
  • mechanika precyzyjna.

Przyszłość serwonapędów na rynku polskim kształtuje się według naszych respondentów tak, jak to widać na wykresie 1b. Pierwsze trzy branże wykorzystujące serwonapędy nie uległy zmianie, inna jest jedynie ich kolejność na „podium”. I tak nasi respondenci przewidują, że sprzedaż serwonapędów dla przemysłu samochodowego osiągnie średnio 17,2%, następnie dla przemysłu lekkiego (16,5%) czy dla przemysłu spożywczego (15,4%). W przypadku branży celulozowo-papierniczej (obecnie 8,5% – prognozowane 11,6%) oraz chemicznej (obecnie 3% – prognozowane 8,2%) obecny poziom wykorzystania serwonapędów, jak można wnioskować z danych dostarczonych przez naszych respondentów, jest stosunkowo niski – stąd oczekiwania wzrostu zainteresowania tych obszarów przemysłu serwonapędami ze strony dostawców. Prognozy te z całą pewnością oparte są na rzetelnych analizach danych odnośnie sprzedaży oraz sygnałów ze strony rynku – informacji niezbędnych w pracy każdego dostawcy.
Inne, wymieniane przez ankietowanych, obszary przyszłych zastosowań serwonapędów (około 12%) obejmowały:

  • rynek modernizacyjny maszyn,
  • branżę tekstylną oraz
  • mechanikę precyzyjną.

Zdaniem ekspertów

Schneider Electric: Obserwuje się tendencję ku integracji funkcjonalności (rozwiązania kompaktowe: końcówka mocy + silnik lub końcówka mocy + sterownik + silnik).

ASTOR: Zastosowanie serwonapędów pozwala na budowanie takich linii produkcyjnych, dzięki którym polscy producenci stają się konkurencyjni w stosunku do firm zachodnich.

Zeltech: Zauważalne jest dość duże tempo rozwoju napędów. Widoczny postęp w dziedzinie automatyki napędu wymusza stosowanie coraz to precyzyjniejszych urządzeń (w tym serwonapędów). Coraz bardziej przyjazne oprogramowanie, większe momenty i dokładność, urządzenia coraz bardziej elastyczne (komunikacja, wbudowane moduły PLC).

Bosch Rexroth: Zaobserwowaliśmy szybki rozwój techniki bezpieczeństwa (funkcji diagnostycznych) wbudowanej w napęd oraz coraz częstsze używanie jako standardu silników liniowych, zamiast stosowania przekładni.

Omron: Rozwój technologiczny serwonapędów oceniamy dość wysoko – szczególnie w kwestii urządzeń „Motion Control”, tj. urządzeń kontrolujących pracę serwonapędów i umożliwiających podłączenie ich do innych systemów sterowania.

 

Technologia a serwonapędy – zdaniem ekspertów
Można z całą pewnością powiedzieć, że współcześni dostawcy serwonapędów na polskim rynku są jednymi z najlepszych specjalistów w tej dziedzinie. Powoli mijają czasy, kiedy sprzedawca ma za zadanie jedynie opowiedzieć kilka zdań na temat oferowanego przez siebie produktu. Obecnie postęp technologii serwonapędów (podobnie jak i sterowników programowalnych) jest tak galopującym zjawiskiem, że jakiekolwiek niedopatrzenie w tej mierze powoduje, że firma-dostawca staje się znacznie mniej konkurencyjna. Profesjonalizm, jakim wykazuje się znakomita większość polskich dostawców urządzeń sterowania ruchem, daje nam prawo określenia ich mianem ekspertów w tej dziedzinie.
Stąd pozwoliliśmy sobie, jako do ekspertów w dziedzinie techniki napędowej, skierować do naszych respondentów pytanie o ich pogląd na kwestię rozwoju technologicznego serwonapędów w ostatnich latach. Jak bowiem wynika z poprzednich rozdziałów niniejszego raportu, coraz krótszy jest czas docierania najnowszych technologii serwonapędów na polski rynek.
Niektóre z firm-dostawców oceniają postęp technologiczny serwonapędów za „umiarkowany”, inne uważają, że „konstrukcje silników nie wykazują już postępu (lub jest on stosunkowo niewielki), główny postęp zauważalny w układach sterowania” (Astat), a jeszcze inne podkreślają dynamiczny rozwój techniki serwonapędowej:
„Dynamiczny rozwój elektroniki powoduje, iż w serwowzmacniaczach stosowane są coraz szybsze procesory, przez co uzyskuje się lepszą jakość regulacji oraz możliwość implementacji coraz bardziej zaawansowanych funkcji. Rozwój materiałów stosowanych do produkcji silników serwo ma wpływ na osiąganie coraz większej dynamiki (wyższy moment napędowy) przy coraz bardziej kompaktowych rozmiarach. Nie obserwuje się natomiast znaczącego spadku cen serwonapędów. Klient otrzymuje produkt w porównywalnej cenie co kilka lat temu, ale za to znacznie bardziej zaawansowany technologicznie i pozwalający zaoszczędzić na kosztach sterowania nadrzędnego (część funkcji przeniesiono do napędu)” (B&R Automatyka Przemysłowa).
Dość istotna jest wypowiedź jednego z ankietowanych o tym, że „przewiduje się szybki wzrost rozwoju serwotechniki ze względu na wzrost wymagań stawianych układom napędowym oraz łatwiejsze sterowanie” (SEW-Eurodrive). Oznacza to, że głównym motorem rozwoju technologicznego serwonapędów są wymagania ich użytkowników; takie sprzężenie zwrotne pomiędzy rynkiem a firmami produkującymi serwonapędy z pewnością wpłynie na pojawienie się w najbliższych latach na rynku szeregu nowinek technicznych, związanych z techniką sterowania ruchem.
Z pewnością ze wzrostem wymagań rynku powiązany jest wzrost liczby możliwych zastosowań serwonapędów:
„Coraz powszechniejsze stosowanie techniki serwo obniża koszty tych urządzeń, co sprawia, że technika ta jest coraz chętniej stosowana przez konstruktorów. Poszerzanie obszaru zastosowań tych urządzeń wymusza coraz większą ich elastyczność, powodująć szybszy rozwój. Wprowadzenie komunikacji światłowodowej w serwonapędach najlepiej pokazuje zaawansowanie tej technologii” (MPL).
Zwrócenie uwagi na rozwój aspektu komunikacji w serwonapędach nie jest bez znaczenia. Aspekt ten jest bowiem w ostatnich latach znaczący. Liczba wykorzystywanych protokołów komunikacyjnych na potrzeby techniki serwonapędowej jest coraz większa: „poziom rozwoju technologicznego serwonapędów jest dość wysoki, cały czas rozwijane są technologie komunikacyjne, np. komunikacja po Ethernecie między napędami na liniach utrzymania ruchu” (Multiprojekt).
W pierwszej części raportu na temat serwonapędów nasi Czytelnicy (użytkownicy serwonapędów) podkreślali, że w 80% swoich aplikacji wykorzystują działanie serwonapędów w sieci, dla 17,5% predyspozycje do pracy w sieci były istotnym kryterium wyboru, a 57,1% użytkowników wykorzystujących serwonapędy w sieci wskazuje, że istotny jest dla nich sposób komunikacji w sieci. Niemal na pewno kryterium jest tutaj przepustowość wybranego rodzaju sieci.
Podobnie, jak w przypadku poziomu sprzedaży, tak i tutaj nasi ankietowani zwrócili uwagę na czynniki, hamujące rozwój technologiczny serwonapędów, z których najistotniejszym jest powolne przekonywanie się niektórych klientów do nowych technologii, spowodowane być może nieufnością do nowości, a być może koniecznością (w przypadku zastosowania nowych rozwiązań) modernizacji zbyt dużej części istniejących instalacji. Z drugiej jednak strony za możliwościami współczesnych serwonapędów powinny przemawiać: „prostota ich obsługi i adaptacja, szybkość działania (coraz większa), niezawodność, bezpieczeństwo stosowania czy otwartość, elastyczność rozbudowy systemu” (Pebart Polska).

Powody rozwoju technologii serwonapędów

Zeltech: Zapotrzebowanie na urządzenia o większej dokładności i szybkości działania dających się łatwo sterować i elastycznie rozbudowywać.

B&R Automatyka Przemysłowa: Rozwój serwonapędów stymulowany jest przez tendencję do decentralizacji systemów automatyki oraz do stosowania technologii ethernetowych. W rezultacie do napędów przenoszonych jest coraz więcej funkcji, które wcześniej realizowane były po stronie sterownika. Ponadto trwa dynamiczny rozwój szybkich sieci czasu rzeczywistego na bazie przemysłowego Ethernetu. Zastosowanie serwonapędów znacząco podnosi elastyczność całego systemu automatyzacji, obniża czas i koszty wdrożenia, przezbrojenia oraz serwisu.

Schneider Electric: Rozwój technologiczny aplikacji (wydajność, precyzja itp). jest główny czynnikiem wpływającym na rozwój technologii serwonapędów. 

Technologia serwonapędów – powody rozwoju
Nasi respondenci spróbowali również uzasadnić powody tak dynamicznego rozwoju technologii serwonapędów. Okazuje się, że powody, dla których serwonapędy, ich możliwości i funkcjonalność, jak i elastyczność zastosowania w aplikacjach sterowania, powiązane są ściśle z kwestiami wzrostu sprzedaży serwonapędów na polskim rynku. Nasi eksperci wymieniają następujące powody rozwoju technologicznego serwonapędów:

  • wzrost liczby producentów maszyn,
  • rozwój gospodarczy,
  • rozwój eksportu maszyn,
  • wzrost dochodu narodowego,
  • konieczność konkurowania z rozwiązaniami o wysokiej precyzji i dużej elastyczności,
  • zwracanie uwagi na koszty całkowite eksploatacji a nie tylko zakupu napędu,
  • elastyczność napędu elektrycznego w stosunku do innych alternatywnych serwonapędów,
  • wysoka dynamika pozwalająca konstruować wysoko produktywne maszyny,
  • coraz większe wymagania odnośnie precyzji maszyn,
  • zwiększenie obszaru zastosowań serwonapędów,
  • nowe, bardziej wygórowane wymagania to przyczyna szybkiego rozwoju serwonapędów,
  • dokładność, precyzja, zwiększenie wydajności maszyn oraz innych urządzeń,
  • potrzeba bardziej wyrafinowanej i wydajnej produkcji, elastyczność rozwiązania, duża niezawodność,
  • rozwój komunikacji sieciowej, integracja z sinikami, funkcje identyfikacji i autostrojenia,
  • atrakcyjna cena,
  • wzrost świadomości technicznej,
  • coraz lepsze i tańsze układy sterowania,
  • przenoszenie nowych technologii do Polski,
  • co raz lepsza dostępność zaawansowanych technologii,
  • potrzeby rynku.

PRODUKTY – oprogramowanie do konfiguracji serwonapędów
Poniżej przedstawiamy przewodnik po oprogramowaniu do konfiguracji serwonapędów. We wrześniowym, powakacyjnym wydaniu znajdziecie Państwo porównanie parametrów serwonapędów dostępnych na polskim rynku. Jest na co czekać.
Apator Control sp. z o.o.
CTSoft – narzędzie konfiguracji napędu Control Techniques
Oprogramowanie CTSoft jest bezpłatnym oprogramowaniem konfiguracyjnym, pozwalającym na ustalanie wszelkich opcji i parametrów dostępnych z poziomu panelu operatora Commander SK. Funkcje CTSoft pozwalają na wczytywanie nowego zestawu parametrów, ich podgląd i zapis. Oprogramowanie CTSoft może być wykorzystywane zarówno bez podłączonego serwonapędu (w biurze), jak i z działającym urządzeniem („na obiekcie”). Dane konfiguracyjne mogą być odczytywane z dysku, modyfikowane i drukowane. Oprogramowanie CTSoft komunikuje się z panelem operatorskim Commander SK poprzez port szeregowy komputera z portem RS485 napędu za pomocą specjalnego kabla (CT Comms Cable).
Wybrane funkcje oprogramowania CTSoft obejmują:

  • zdalne wczytywanie/odczyt parametrów,
  • zapis zestawów parametrów,
  • monitorowanie,
  • wyświetlanie w wielu oknach,
  • animację diagramów blokowych,
  • przechowywanie projektów.

Więcej informacji m.in. na temat oprogramowania: Commander SESoft, SXSoft, SyPTPro, SyPTLite, CTScope można znaleźć na www.controlengpolska.com.
Astor sp. z o.o.
Moduły Motion Control – Proficy Machine Edition
Proficy Machine Edition to pakiet najnowszej generacji pozwalający na kompleksowe wykonanie całej aplikacji. Oprogramowanie to składa się z kilku modułów:

  • moduł Logic Developer PLC,
  • moduł View,
  • moduł Logic Developer PC.

Logic Developer PLC to narzędzie do konfiguracji i programowania sterowników. Pakiet ten obsługuje cały zestaw sterowników od VersaMax Nano, VersaMax Micro, poprzez VersaMax, 90-30, 90-70, a także nową rodzinę kontrolerów PACSystems z najwydajniejszymi jednostkami RX3i oraz Rx7i.
Programowanie. Za pomocą modułu Logic Developer PLC można tworzyć programy wykorzystując proste w użyciu języki: drabinkowy (Ladder) oraz listy instrukcji (Instruction List) lub tekst strukturalny dla PACSystems. Dla niektórych sterowników rodziny 90-30 i 90-70 oraz kontrolerów PACSystems można również dołączać wcześniej przygotowane i skompilowane programy w języku C.
Jednoczesna praca nad wszystkimi elementami projektu. W obrębie jednego projektu, który przygotowujemy w Proficy Machine Edition, mamy możliwość stworzenia kilku różnych podsystemów (target), z których każdy będzie odpowiedzialny za poszczególne etapy realizacji projektu. I tak, przykładowo, w jednym z projektów możemy stworzyć pierwszy podsystem z programem sterującym do sterownika. W drugim możemy zapisać program dla następnego sterownika, np. z modułem do sterowania napędami, a w kolejnym utworzyć wizualizację całego procesu. Bardzo istotny jest tu fakt, że prace nad poszczególnymi elementami projektu możemy wykonywać jednocześnie.
Profile CAM i realizacja „elektronicznej” krzywki. Profile CAM umożliwiają realizację ruchu osi podrzędnej względem osi nadrzędnej wg określonej trajektorii, nazywanej profilem CAM. Definicja profilu CAM odbywa się przez podanie współrzędnych kluczowych punktów profilu. Oprogramowanie narzędziowe, którym programuje się serwonapęd, automatycznie będzie interpolować te punkty. Programista określa rząd wielomianu do interpolacji. W trakcie definiowania profilu CAM programista na bieżąco informowany jest o najważniejszych parametrach osi, tj.: pozycji, prędkości, przyspieszeniu oraz szarpnięciu.
Programista może przygotować wiele profili CAM, dla różnych produktów. Dzięki temu operator maszyny będzie mógł skorzystać z profilu, który jest adekwatny do wytwarzanego produktu.
Beckhoff
Oprogramowanie TwinCAT
PLC i Motion Control – jedno oprogramowanie dla wielu zadań projektowania systemów sterowania i sterowania ruchem – dzięki oprogramowaniu TwinCAT dla systemów Beckhoff.
TwinCAT PLC – główny rdzeń oprogramowania. Zawiera w sobie wirtualne jednostki centralne sterownika PLC, każda z nich może wykonywać do czterech zadań, na jednym  komputerze PC. Program sterowania może być przygotowany w jednym z języków standardu IEC 61131-3, a następnie przesłany do rzeczywistego urządzenia – sterownika.
TwinCAT NC – oprogramowanie zadań sterowania ruchem na komputerze PC. Oprogramowanie NC zawiera m.in.:

  • funkcje pozycjonowania (ustalenie wartości pozycji i jej regulacji),
  • funkcje umożliwiające integrację PLC i NC w ramach jednego interfejsu,
  • funkcje wprowadzające sygnały z zewnętrznych wejść/wyjść do zadań sterowania i sterowania ruchem.

Bosch Rexroth
DriveTop
Dogodne operacje na napędach oraz konfiguracja w środowisku Windows. Oprogramowanie DriveTop przeprowadzi użytkownika w prosty i szybki sposób poprzez wszystkie kroki konieczne do skonfigurowania i uruchomienia napędu. Zintegrowane funkcje oscyloskopowe oraz szeroka diagnostyka dostarczają wielu informacji na temat warunków działania napędu w każdej chwili, sprawiając, że wszystkie elementy wyposażenia stają się bardzie transparentne.
Wszystko to sprawia, że narzędzie DriveTop jest dobrym wyborem dlazadań zarządzania napędem i rozwiązywania problemów związanych z ich użytkowaniem.
IndraWorks
Dzięki oprogramowaniu IndraWorks możliwa jest realizacja dowolnego zadania od zaplanowania projektu i programowania do wizualizacji i diagnostyki.
IndraWorks jest uniwersalnym narzędziem, integrującym w ramach swoich funkcji rozwiązania dla systemów Indra- Motion, IndraLogic czy IndraDrive.
Użytkownicy czerpią korzyści z szybkiego, transparentnego dostępu do wszystkich funkcji systemu, danych czy jego komponentów. Korzystając ze standardowych narzędzi i interfejsów, można tworzyć aplikacje dowolnych zadań sterowania w jednym, scentralizowanym środowisku programistycznym.
Funkcje oprogramowania IndraWorks obejmują:

  • integrację narzędzi dla wielu aspektów automatyzacji procesu produkcyjnego,
  • planowanie projektu, programowanie, wizualizację, diagnostykę w ramach jednego środowiska programistycznego,
  • centralne zarządzanie projektem – przy intuicyjnej obsłudze,
  • inteligentne przewodniki, ułatwiające tworzenie wybranych rodzajów aplikacji,
  • programowanie zgodne z normą IEC 61131-3,
  • zgodność bibliotek (m.in. napędowych) ze standardem PLCopen,
  • standardowe interfejsy komunikacyjne,
  • zintegrowany dostęp do wszystkich elementów systemu,
  • otwartą architekturę.

CAM Builder Software Tool
Oprogramowanie CamBuilder jest narzędziem graficznym, ułatwiającym edycję krzywek za pomocą komputera PC. Przy niewielkim nakładzie pracy możliwe jest stworzenie dowolnej krzywki, załadowanej następnie do napędu czy sterownika Rexroth.
B&R Automatyka Przemysłowa
Automation Studio
Oprogramowanie Automation Studio firmy Bernecker&Rainer stanowi przykład współczesnego podejścia do problematyki strojenia i programowania serwonapędów.
Zastosowany w serwonapędach B&R procesor DSP (Digital Signal Processor) SHARC gwarantuje optymalne parametry cyklu pętli regulacyjnych: położeniowej – 400 µs, prędkościowej – 200 µs, prądowej – 50 µs.
Standardowo do komunikacji ze sterownikami B&R wykorzystywana jest sieć CAN-Bus (500 kbps). Dysponując dowolnymi jednostkami centralnymi z zakresu oferowanych przez B&R PLC, uzyskano niezwykłą łatwość konfiguracji sprzętowej powiązanej bezpośrednio z wystarczającym dla większości przypadków czasem cyklu aktualizacji pozycji nadrzędnej, wynoszącym około 1,2 ms.
Dla zadań bardziej wymagających firma B&R opracowała unikalny protokół komunikacyjny Ethernet PowerLink.
Bazując na ogólnodostępnej technologii przemysłowego Ethernetu z zastosowaniem mechanizmów determinizmu czasowego uzyskano przesył danych synchronicznych z cyklem 400 µs.
W celu zagwarantowania przejrzystości systemu sterowania, jak i uproszczenia prac serwisowo-uruchomieniowych firma B&R zastosowała pełną integrację układów napędowych ze sterownikami PLC w jednym narzędziu programistycznym AutomationStudioTM. System operacyjny sterowników oraz interfejs programisty poza standardowym ControlComponentsTM (do zadań sterowania) ma dodatkowo MotionComponentsTM odpowiedzialny za współpracę z serwonapędami ACOPOSTM.
Konfiguracja napędu w oprogramowaniu Automation Studio rozpoczyna się od wprowadzenia jego składników w „drzewo” sprzętowe projektu. Posługując się modułami NC Objects (programowanie obiektowe) realizowana jest parametryzacja podstawowych zmiennych procesu, np. ustawienia enkodera, przekładni czy też nastawy regulatora
prędkości i położenia. Jednocześnie definiowane są podstawowe parametry ruchu i ich ograniczenia pod względem maksymalnych wartości prędkości, przyspieszeń, opóźnień oraz uzyskiwanych momentów. Wszystkie zainicjowane parametry mogą być później zmieniane online z poziomu aplikacji.

Programowanie odbywa się w języku ANSI-C lub AutomationBasic (rozszerzony język strukturalny ST). Dostępne są funkcje realizujące zadania od prostego pozycjonowania po czterokanałowe programatory krzywkowe i synchronizację wieloosiową (z dynamiczną zmianą krzywek). Pracę programisty wspomagają dodatkowo: moduł obsługi błędów, edytor krzywek, tryb TEST (uruchamianie napędu bez pisania kodu), Trace (funkcja oscyloskopowa z możliwością analizy wszystkich parametrów napędu oraz prowadzenia operacji matematycznych, np.: RMS, transformata FFT).
Danfoss
VLT Software Dialog MCT 10 / APOSS dla SyncPos
Główne cechy oprogramowania MCT 10 to:

  • interfejs użytkownika przypominający Explorera,
  • zorientowany na projekty, łatwy do użycia w instalacjach sieciowych,
  • widok pełnoekranowy,
  • 6 języków interfejsu użytkownika: angielski, niemiecki, francuski, hiszpański, włoski i duński,
  • programowanie online i offline,
  • zintegrowane programowanie opcji SyncPos,
  • komunikacja Profibus DP-V1,
  • hub przeznaczony dla przyszłych programów Danfoss PC,
  • obsługa zarówno istniejące przetwornice, jak i nowe produkty.

Oprogramowanie MCT 10 Set-up Software zostało zaprojektowane dla celów interaktywnej konfiguracji i uruchomienia napędów. Można je wykorzystywać w następujący sposób:

  • w przypadku tworzenia nowej aplikacji możliwe jest projektowanie offline, bez podłączonych urządzeń czy elementów sieci,
  • oprogramowanie MCT ma kompletną bazę danych produktów napędowych Danfoss,
  • można konfigurować parametry napędu online,
  • możliwe jest przechowywanie zestawów parametrów napędu w dowolny sposób poprzez dowolne medium komunikacyjne.

FESTO
Program FCT
Za pośrednictwem oprogramowania FCT (Festo Configuration Tool) firma FESTO wprowadza nowe standardy do oprogramowania, przeznaczonego dla celów uruchamiania napędów.
FCT idealnie koordynuje wszystkie funkcje napędu, silnika i sterownika. Dodatkowo umożliwia symulację zmiennego obciążenia silnika.
Wszystkie modele napędów elektrycznych mogą być definiowane za pomocą oprogramowania FCT. Napędy konfigurowane są sukcesywnie, krok po kroku.
Po zakończeniu działania, odpowiednie pliki są archiwizowane.
Lenze
GDC (Global Drive Control) / GDC easy
W nowoczesnych urządzeniach coraz częściej spotyka się inteligentne systemy napędowe, które oprócz swoich właściwych zadań napędowych realizują także pewne funkcje technologiczne, związane z procesem produkcyjnym.
Dzięki Global Drive Control (GDC) użytkownik otrzymuje proste i przejrzyste narzędzie do obsługi, parametryzacji i diagnozowania zadań napędów.
GDC dysponuje następującymi funkcjami:

  • szybkie i proste uruchamianie napędu za pomocą systemu szybkiego uruchamiania,
  • prosta obsługa nawet dla niedoświadczonych użytkowników dzięki obszernym funkcjom pomocy,
  • komfortowe możliwości diagnozowania za pomocą różnych okienek monitora i funkcji oscyloskopowych,
  • proste połączenie z napędem za pomocą RS232/485, światłowodem lub poprzez magistralę systemową,
  • GDC dostępny jest tylko w następujących językach: angielskim i niemieckim.

MPL Technology
MR Configurator – program do konfiguracji napędu
MRZJW3-MOTSZ111E – program do doboru mocy i parametrów napędu
FX Configurator FP – konfiguracja sieci serwonapędów połączonych siecią SSCNET III (medium światłowodowe)
MT Developer – konfiguracja systemu sterowników ruchu MOTION, zarządzanie do 96 osi serwonapędów; dodatkowo specjalne oprogramowanie dedykowane do modułów pozycjonowania serwonapędów.
Multiprojekt
Oprogramowanie dla serwonapędów Baldor Mint WorkBench v5.5
Oprogramowanie Mint WorkBench jest zgodne ze standardem Windows i stanowi znakomity front-end dla całej gamy produktów firmy Baldor (sterowników ruchu i serwonapędów). Jest oprogramowaniem prostym, pozwala na programowanie w języku Mint (Motion INTelligence – język strukturalny, podobny do języka programowania BASIC). Dodatkowo mechanizm Program Navigator ułatwiaznacznie poruszanie się po nawet najbardziej skomplikowanych aplikacjach.
Właściwości oprogramowania Mint Workbench obejmują:

  • pełnoekranowy edytor języka Mint o kolorowanej składni instrukcji,
  • interfejs do sprawdzania stanu działającego sterownika,
  • okno monitorowania typowych zmiennych napędu oraz zmiennych wejść/wyjść,
  • programowy oscyloskop,
  • okno podglądu wykonywania zadań,
  • prostą obsługę zarządzania plikami systemowymi napędów.

Omron
Cx-One – jeden pakiet oprogramowania do systemu automatyzacji
Pakiet oprogramowania CX-One pozwala użytkownikom budować, konfigurować i programować wiele urządzeń, takich jak: sterowniki PLC, terminale HMI oraz systemy i sieci sterowania ruchem z użyciem tylko jednego pakietu  oprogramowania z jedną instalacją i jednym numerem licencji. Znacznie to redukuje złożoność konfiguracji i umożliwia programowanie lub konfigurowanie systemów automatyzacji jedynie po minimalnym przeszkoleniu.
Cechy tego pakietu:

  • jeden pakiet oprogramowania do obsługi programowania sterowników PLC + HMI, sieci, ruchu i napędu, regulacji i przełączania oraz czujników,
  • zbliżony wygląd i podobne wrażenia przy konfiguracji wszystkich urządzeń,
  • jedna instalacja i jeden numer licencji dla całego oprogramowania,
  • dzięki rejestracji w sieci Web można korzystać z bezpłatnych aktualizacji, bezpłatnych bibliotek, FAQ i innych
    form pomocy.

SEW-Eurodrive
Movitools v4.30
Oprogramowanie Movitools dostarcza bardzo wygodnego dla użytkownika interfejsu, opartego na standardzie WindowsTM. Dzięki niemu jesteśmy w stanie skonfigurować, zarządzać, jak również oprogramować całą gamę produktów SEW-Eurodrive.
Zarządzanie i diagnostyka jest prosta w przypadku zarówno produktów Movimot, Movitrac 07, jak i Movidrive.
Odpowiednie ekrany programu pozwalają na konfigurację parametrów przemiennika (Shell). Inne z kolei pozwalają śledzić aktualne zaawansowanie przebiegu procedur diagnostycznych (Status). Narzędzia typu Scope pozwalają na zaawansowaną diagnostykę i analizę wydajności układu, dając użytkownikowi zestaw funkcji zbliżonych do typowego oscyloskopu.
Aplikacje tworzone w Movidrive, umożliwiają zaprogramowanie napędu na wyrafinowane pozycjonowania oraz na działanie sekwencyjne. Oprogramowanie ma wbudowane dwa języki programowania – są to Assembler i Compiler.
Każdy z języków może być wykorzystywany do stworzenia aplikacji. Alternatywnie, predefiniowane moduły aplikacji dostępne są dla 13 różnych zadań, co może wyeliminować konieczność jakiegokolwiek programowania napędu.
Oprogramowanie Movitools dostarcza funkcji, które zapewniają elastyczną komunikację pomiędzy komputerem PC, a programowanym przemiennikiem. Od typowego połączenia szeregowego, aż do interfejsów typowych dla sterowników PLC, jak Profibus, CANopen czy Interbus.
W przypadku gdy programujemy więcej niż jeden falownik, MOVITOOLS Manager wykorzystywany jest do identyfikacji napędu w sieci – poprzez wybór odpowiedniego medium komunikacji.
Zeltech – serwonapędy Hitachi
AHF
Oprogramowanie AHF pozwala w prosty sposób zaprogramować napęd w bardzo krótkim czasie. Serwofalowniki serii ADAX3 mają wbudowany sterownik do sterowania cykliczną pracą całego napędu.
W wielu aplikacjach nie ma potrzeby stosowania dodatkowego sterownika PLC.
Język programowania serwonapędu podobny jest w konstrukcji do języka BASIC. Cechy charakterystyczne to:

  • pamięć programu 6 kB,
  • 7 różnych punktów odniesienia,
  • 12 wejść binarnych,
  • 8 wyjść binarnych,
  • 2 wejścia analogowe,
  • 100 punktów pozycjonowania,
  • 16 prędkości,
  • 16 poziomów momentu,
  • 16 zmiennych,
  • układ czasowy (timer) oraz inne.

Schneider Electric – Telemecanique
Schneider Motion Sizer
Jest to oprogramowanie konfiguracyjne dla silników Schneider Electric – Telemecanique. Program został opracowany w celu przyspieszenia konfiguracji projektowania aplikacji sterowania ruchem przy pomocy wszystkich koniecznych narzędzi poprzez nowoczesny interfejs użytkownika.
Z pomocą programu Motion Sizer możliwa jest konfiguracja kompletnego systemu mechanicznego, którego nieodłącznym elementem jest parametryzowany napęd elektryczny. Odpowiednio opracowane procedury konfiguracyjne przeprowadzą nas poprzez wszystkie niezbędne kroki:

  • wybór komponentów systemu,
  • określenie profilu prędkości,
  • obliczenia optymalnego silnika,
  • utworzenie i wydruk odpowiedniego raportu.

Oprogramowanie dla serwonapędu Lexium Telemecanique
Serwonapędy Lexium zaprojektowane są tak, aby sterowanie nimi realizowane było z poziomu modułów pozycjonujących dla platform Premium i Quantum. Dla platformy Premium dedykowanym oprogramowaniem jest PL7, natomiast sterowniki serii Quantum można zaprogramować przykładowo za pomocą narzędziPro-WORX 32 lub Concept.
Stąd programowanie odpowiednich funkcji serwonapędu polega na oprogramowaniu tychże sterowników.
Podsumowanie
W podsumowaniu nie można nie wspomnieć, że istnieje dość poważna grupa urządzeń, związanych ze sterowaniem ruchem, niemająca swoich odpowiedników w wykonaniach przemysłowych, jak to ma miejsce w przypadku ankietowanych przez nas firm.
Urządzenia te (dedykowane karty wejść/wyjść), produkowane przez takie firmy, jak dSpace (karty interfejsów enkoderów inkrementalnych) czy National Instruments (od prostych sterowników 1-osiowych po zaawansowane rozwiązania sterowania 8-oma osiami zarówno jako karty PCI, PXI, ale również w ramach serii CompactRIO), służą do celów badawczych. Przykładowo moduł Motion Control NI9505 umożliwia poprzez użycie dodatkowo modułów LabVIEW FPGA dowolnego algorytmu, regulacji w pętli prądu dla optymalizacji sterowania momentem obrotowym – wszystko to dla celów prototypowania nowych algorytmów regulacji. Należy tutaj dodać, że możliwość modyfikacji algorytmu działania pętli prądu w żadnym z rozwiązań przemysłowych, analizowanych w ramach oddanego na Państwa ręce raportu nie ma miejsca – nie ma bowiem innego, aniżeli badania naukowe czy rozwój nowych technologii, uzasadnienia tego typu modyfikacji działania serwonapędu.
ce
Krzysztof Pietrusewicz Instytut Automatyki Przemysłowej, Politechnika Szczecińska
Hanna Tylicka Control Engineering Polska