Zastój na rynku PLC

Aż 63% dostawców nie odnotowało w tym roku wzrostu sprzedaży sterowników PLC w porównaniu do 2008 r. Jednak pomimo spowolnienia gospodarczego rynek sterowników PLC cały czas rozwija się, a same urządzenia ulegają ciągłej modyfikacji. Tak jak w poprzednich latach najbardziej popularnymi językami programowania PLC są język drabinkowy (LAD) i język bloków funkcyjnych (FBD). Protokół komunikacyjny Ethernet używa 88% respondentów.

Rok 2009 to czas spowolnienia gospodarczego na świecie. Również i w Polsce mogliśmy odczuć jego skutki – kryzys odcisnął swoje piętno na działalności i rozwoju przedsiębiorstw w każdej branży.
Z ankiety przeprowadzonej przez redakcję Control Engineering Polska wśród dostawców sterowników programowalnych wynikło, że w bieżącym roku aż 63% z nich nie odnotowało wzrostu sprzedaży sterowników PLC. U jedynie 38% respondentów zaobserwowano podwyższenie o od 0 do 20%. Taka sytuacja została spowodowana tym, że bardzo duża grupa użytkowników PLC nie zaplanowała w tym roku zwiększenia poziomu zakupu tych urządzeń (nabędzie tyle samo sterowników co w 2008 roku), a 14% z nich wręcz chce go obniżyć (wykres 1.)! Pomimo bessy połowa dostawców stwierdziła, że w porównaniu z 2008 r. obserwują wzrost tempa rozwoju rynku sterowników programowalnych w Polsce. Dla ponad jednej trzeciej z nich pozostaje ono niezmienne (wykres 2.).

Najpopularniejsze zastosowania
Największe zainteresowanie sterownikami PLC dostawcy obserwują w branżach wodno-kanalizacyjnej i ochronie środowiska (75% respondentów) oraz spożywczej i energetycznej (50%). Następne w kolejności, popularne sektory to: rafineryjno-petrochemiczny, chemiczny, farmaceutyczny, przemysł samochodowy i lekki. Natomiast najmniej popularne są: ciepłownictwo (25%), metalurgia, przetwórstwo minerałów, a także przemysł metalowy i celulozowo-papierniczy (13%).
Taki podział wiąże się z zakresem aplikacji, do których stosowane są najczęściej sterowniki PLC, oferowane przez producentów i dystrybutorów. Wszyscy respondenci Control Engineering Polska twierdzą, że ich urządzenia można wykorzystywać do sterowania małymi maszynami, a według 63% z nich do sterowania maszynami z kilkoma osiami. W przypadku 88% dostawców zakres aplikacji to proste sterowanie procesem. Jedynie 38% można wykorzystywać w dużych procesach, w tym do sterowania wsadowego. Najrzadziej PLC wykorzystywane może byćw systemach bezpieczeństwa opartych na standardowych komponentach od SIL1 do SIL3 (wykres 3.).

Co wpływa na wybór PLC?
Użytkownicy uważają, że czynnikami najczęściej wpływającymi na wybór sterowników programowalnych są marka producenta oraz niezawodność i czas bezawaryjnej pracy. Zaraz po nich znalazła się cena, która w przypadku tych urządzeń nie stanowi dla eksploratorów kluczowego kryterium zakupu. Ponad połowa ankietowanych ceni sobie również możliwość łatwego doboru modułów dodatkowych i łatwość programowania. Najmniejsze znaczenie dla użytkowników przy wyborze sterownika PLC mają: wbudowana obsługa interfejsów komunikacyjnych, liczność funkcji związanych ze sterowaniem oraz moc obliczeniowa i pamięć sterownika.
Odmienne zdanie co do istotności elementów wpływających na zakup PLC mają dostawcy. Według nich przy wyborze kluczowe znaczenie ma cena sterowników oraz wbudowana obsługa interfejsów komunikacyjnych. Trzy czwarte respondentów opowiedziało się za następującymi czynnikami: mocą obliczeniową i pamięcią sterownika, możliwością łatwego doboru modułów dodatkowych, marką producenta oraz niezawodnością i czasem bezawaryjnej pracy. Z punktu widzenia dostawców łatwość programowania jest praktycznie nieistotna (wykres 4.).

Funkcjonalność PLC pod lupą
W ankiecie użytkownicy zaopiniowali również funkcjonalność sterowników PLC, z których korzystają na co dzień w zakładach. Najwyżej ocenione zostały: możliwość wykorzystania sterowników w aplikacjach sieciowych oraz obecność w funkcjach sterownika zaawansowanych algorytmów sterowania. Także ponad 50% ankietowanych osób wskazało funkcjonalność HMI. Prawie połowa respondentów uznała za przeciętny elastyczny przydział pamięci i obliczenia zmiennoprzecinkowe. Najwięcej osób nisko oceniło akwizycję danych procesowych (tabela).
Przywiązani do marki
Poprosiliśmy użytkowników sterowników programowalnych, aby odpowiedzieli na pytania: czy są przywiązani do jednej marki sterowników PLC i czy są otwarci na nowości? W tym przypadku wyniki ankiety są praktycznie podobne. 53% respondentów chce mieć u siebie w przedsiębiorstwie sterowniki jednego, sprawdzonego producenta, a 47% z nich nie ma takich wymagań. Powstaje więc pytanie, której firmy sterowniki PLC wybierają oni najchętniej? Okazuje się, że tak jak w poprzednim roku prym wiedzie Siemens (62% wskazań), a dalej GE Fanuc opowiedziało się niecałe 30% użytkowników. Mitsubishi Electric i Omron Electronics to jedynie około 20% ankietowanych. Najmniejszym zainteresowaniem cieszą się sterowniki programowalne następujących przedsiębiorstw: ABB, Vipa oraz IDEC (wykres 5.).

Mikro rządzi
Wszyscy ankietowani przez Control Engineering Polska dostawcy posiadają w swojej ofercie sterowniki PLC mikro (16-128 punktów wejść/wyjść), a 63% użytkowników stosuje je u siebie w zakładach. Sterowniki nano (mniej niż 15 punktów wejść/wyjść) sprzedawane są przez 88% dostawców. Pomimo to wykorzystywane są jedynie przez 22% użytkowników. Duże (ponad 512 punktów wejść/wyjść) i średniej wielkości (129–512 punktów wejść/wyjść) PLC stanowią asortyment w przypadku trzech czwartych dostawców. W polskich zakładach te ostatnie stosuje się najczęściej (wykres 6.). Użytkownicy informują również, że w aplikacjach najczęściej wykorzystują sterowniki PLC modułowe (76%), rzadziej – kompaktowe (24%).

Sterowniki PLC, które najczęściej działają w przedsiębiorstwach, to proste sterowniki klasyczne, mające funkcje sterowania logicznego, co najwyżej PID. Sterowniki dedykowane, w tym regulatory mikroprocesorowe oraz sterowniki bardzo zaawansowane, oparte na technologii PC, stanowią jedną trzecią zasobów. Najmniej popularne są PLC mające charakter zagnieżdżonych systemów sterowania (embedded technology).
Ethernet na szczycie
W 95% aplikacjach realizowanych z użyciem sterowników PLC wykorzystywane są moduły wejścia/wyjścia analogowe i dyskretne. Równie często stosuje się moduły komunikacyjne. Ponad połowa ankietowanych wskazała także na moduły wejść temperaturowych oraz szybkie liczniki. Jak wynikło z ankiety, najmniej osób w aplikacjach realizowanych z użyciem sterowników programowalnych wykorzystuje moduły regulacji ciągłej(PID, Fuzzy), a także sterowania ruchem (wykres 7.).

Z ankiety przeprowadzonej wśród użytkowników PLC wynika, że 88% respondentów w sterownikach programowalnych używa protokołu komunikacyjnego Ethernet. Bardzo popularnymi są również Serial RS-232/RS-485 oraz Profibus. Więcej niż 50% badanych stosuje 4–20 mA/0–10 V DC i Modus. Rzadko wykorzystuje się natomiast: DeviceNet, HART, ControlNet, protokoły bezprzewodowe oraz A-B Remote I/O (wykres 8.).

Rozmawiaj w języku PLC
Podobnie jak w 2008 r. do programowania sterowników PLC użytkownicy najczęściej wykorzystują język drabinkowy (LAD) i język bloków funkcyjnych (FBD). O wiele więcej osób korzysta aktualnie z języka tekstu strukturalnego (ST) – w 2008 r. było to 30% badanych, w 2009 roku jest to 40%. Prawie dwukrotnie wzrósł też odsetek użytkowników następujących języków: języka C – 2008 r. było to 10% badanych, w 2009 r. jest to już 18%; języka SFC – 2008 r. było to 9% badanych, w 2009 r. jest to 17%; języka producenta (dedykowanego) – 2008 r. było to 7% badanych, w 2009 r. jest to 14%. Spadła natomiast liczba eksploatatorów języka listy instrukcji (IL) – z 33% badanych w 2008 r. do 30% w 2009 r. Język CFC nadal cieszy się najmniejszym zainteresowaniem ze strony użytkowników (wykres 9.).

PLC coraz bardziej wszechstronne
W zakresie funkcjonalności i technologii sterowników PLC obserwuje się wiele zmian. Co chwilę słyszy się o kolejnym nowym rozwiązaniu, które czyni te urządzenia jeszcze bardziej wszechstronnymi.
– Spowolnienie gospodarcze na pewno osłabiło w tym roku trend wzrostowy sprzedaży systemów sterowania. Jednak po nie najlepszym początku roku spowodowanym wstrzymaniem inwestycji w wielu zakładach, zwłaszcza w branży metalurgicznej czy przemyśle samochodowym, obecnie widać ożywienie i powrót inwestorów do zaplanowanych inwestycji – mówi Tomasz Kochanowski, specjalista ds. sprzedaży w firmie Astor. – Technologia PLC rozwija się dynamicznie, a istniejąca na rynku konkurencja wymusza wśród dostawców ciągły rozwój produktów poprzez zwiększanie szybkości działania jednostek centralnych, standaryzowanie możliwości komunikacyjnych czy też wprowadzanie kolejnych modułów specjalizowanych.
Na rynku pojawiły się małe sterowniki, które stanowią korzystną alternatywę dla sterowników producentów o ugruntowanej pozycji. W porównaniu do większych PLC mają zwiększone możliwości obliczeniowe. Nastąpił również rozwój sterowników – dedykowanych – zintegrowanych z elementami wykonawczymi. Dodatkowo producenci sterowników PLC zaczynają bardziej inwestować w rozwój i unifikację oprogramowania.

Jedną z bardziej zauważalnych zmian rozwojowych jest także poszerzenie możliwości komunikacji sterownika z systemem nadrzędnym i z bazami danych systemów planowania, dzięki wykorzystaniu powszechnie znanych standardów sieciowych (np. Ethernet, CAN). Zaczyna się też stosować zdalny dostęp i zdalną wizualizację procesu z dowolnego komputera.
Za pomoc w opracowaniu raportu szczególnie dziękujemy firmom: ABB, ASTOR, Automationstechnik, B&R Automatyka Przemysłowa, Elmark Automatyka, Festo, Introl, MPL Technology, Phoenix Contact, P.S.A. Zapis-Hardware, Rockwell Automation, Schneider Electric. Dziękujemy również wszystkim czytelnikom Control Engineering Polska, którzy wzięli udział w ankiecie.

Rozwój sterowników PLC na polskim rynku
Tomasz Nawracaj, kierownik sekcji sterowników PLC, MPL Technology
Aby zaistnieć na rynku sterowników PLC w Polsce potrzeba dużo wysiłku, wiedzy, doświadczenia i ogromnego nakładu finansowego. Podstawowym kryterium przy wyborze sterowników jest wciąż cena. Jednak producenci oferujący niską cenę dla przestarzałego technologicznie sprzętu, przy ostrej polityce reklamowej nie są w stanie utrzymać swoich klientów – jest to działanie na krótką metę. Potencjalny klient natyka się na problemy, takie jak: awaryjność urządzenia, częste przestoje produkcyjne, słabe wsparcie techniczne, brak możliwości rozbudowy oraz integracji z urządzeniami zewnętrznymi. W związku z tym w dzisiejszych czasach bardzo ważnym kryterium przy zakupie sterowników programowalnych PLC staje się ich jakość i niezawodność. Myślę, że obecnie coraz więcej inżynierów-automatyków stawia na markę i doświadczenie, starając się współpracować z producentami ze ścisłej czołówki światowego rynku PLC. Aktualnie markę na naszym ryku będą budowały firmy, które nie stoją w miejscu podczas nieustającego rozwoju technologicznego. Nowe rozwiązania w dziedzinie automatyki przemysłowej powinny być praktyczne, niezawodne, jednocześnie zapewniając intuicyjną obsługę oraz wzrost produkcji.

Zmiany w funkcjonalności i technologii sterowników PLC
Wojciech Znojek, dyrektor generalny, Sabur
W świecie PLC obserwujemy zmianę w kierunku możliwości realizowania przez sterowniki większej liczby funkcji, a nie tylko klasycznie rozumianego sterowania konkretną technologią. Prym wiodą tu: otwarta komunikacja za pomocą wbudowanych łączy sieciowych, rozbudowana lokalna rejestracja danych czy technologie webowego dostępu do instalacji, które umożliwiają efektywną eksploatację i zdalny serwis systemu. Nie należy pominąć rozwoju oprogramowania narzędziowego, które jest coraz bardziej intuicyjne, przyspieszając tym samym proces tworzenia aplikacji. Coraz popularniejsze stają się wysoce zintegrowane i skalowalne rozwiązania, obejmujące: sterowniki, interfejsy HMI oraz jednolite oprogramowanie narzędziowe.
Istnieją coraz większe wymagania odnośnie wbudowania portu Ethernet (nawet w niewielkich, kompaktowych urządzeniach) i obecności w sterowniku protokołów komunikacyjnych pracujących w tym standardzie, obok własnych protokołów producenta, a także protokołów będących standardami. Także liczba realizowanych funkcji wymaga od CPU większych mocy przetwarzania informacji i większych zasobów pamięci, z możliwością rozbudowy.
Coraz częściej, oprócz portu Ethernet czy gniazda USB, sterowniki wyposażane są w interfejsy GSM, co dodatkowo poszerza ich możliwości funkcjonalne. Przykładem takiego nowoczesnego urządzenia jest PCD3.WideAreaContoller, który łączy klasyczny PLC z funkcjonalnościami znanymi ze świata IT (m.in. serwer WWW, FTP, karty SD, system plików) oraz modemem GSM/GPRS. Umożliwia on tworzenie kompaktowych systemów sterowania o dużej funkcjonalności, a jednocześnie niskim koszcie utworzenia systemu.

PAC nie są konkurencją dla PLC
Tomasz Kochanowski, specjalista ds. sprzedaży, Astor
W moim przekonaniu kontrolery PAC nie stanowią wprost konkurencji dla klasycznych sterowników PLC, są raczej kolejnym, naturalnym etapem rozwoju w dążeniu do bardziej wydajnych systemów sterowania. Układy sterowania tworzone na bazie kontrolerów PAC Systems umożliwiają: szybkie przetwarzanie dużych ilości danych, komunikację z wieloma urządzeniami w różnych protokołach, sterowanie układami serwonapędowymi, a co za tym idzie, ułatwiają tworzenie rozbudowanych aplikacji oraz serwisowanie jej w trakcie pracy. Dodatkowo duży obszar pamięci wbudowany w jednostki centralne kontrolerów PAC nie limituje programisty pod względem wielkości programu i składowanych danych, co pozwala na przechowywanie dokumentów przydatnych przy serwisowaniu instalacji.
Dla małych i średnich aplikacji sterowniki PLC wciąż będą stanowić podstawę sterowania, co powinno pozwolić na równoległy rozwój tych dwóch technologii.

Oszczędność czasu i pieniędzy
Paweł Fraś, Product Manager PLC, HMI, SCADA, Schneider Electric
W dobie kryzysu najważniejszy jest czas i pieniądz. Wyraźnie widać, że tam, gdzie do tej pory często stosowano sterowniki High-range, w tej chwili pojawiają się jednostki PLC z segmentu Mid-range itd. Co za tym idzie, od sterowników niższej klasy wymaga się coraz więcej. Coraz większa integracja, funkcje do tej pory niedostępne w danej klasie, szybsze przygotowanie aplikacji sterownika do współpracy z urządzeniami We/Wy, napędami itp., – to trendy, które obserwujemy dziś. Umożliwiają one zaoszczędzenie czasu inżynierskiego.
Jeśli zaś chodzi o kontrolery PAC, nie stanowią one znaczącej rewolucji w stosunku do sterownika PLC. Spójne oprogramowanie dla wszystkich urządzeń automatyki to jeden z argumentów za PAC. Często jednak są to odrębne aplikacje uruchamiane z jednego miejsca i zdejmujące z programisty konieczność ręcznej aktualizacji zmiennych w aplikacji dla PLC, HMI itd. Jedyna znacząca zmiana to możliwość wykorzystania języka programowania wyższego poziomu, np. C, co daje możliwość wkroczenia informatyków w świat automatyki.

PLC na miarę potrzeb
Tomasz Klucznik, Automation Engineer, Phoenix Contact
Obecna sytuacja gospodarcza, zarówno na rynku lokalnym, jak i światowym, stawia nowe wymagania dla dostawców i producentów układów sterowania opartych na sterownikach PLC. To, co wczoraj stanowiło dodatkową opcję sterownika, za którą użytkownik musiał  płacić, dzisiaj staje się standardowym wyposażeniem.  Jednocześnie poszukiwania producentów, idące w kierunku obniżania kosztów urządzeń, powodują kreowanie rozwiązań spełniających określone zadania – bez dodatkowych, nigdy niewykorzystanych funkcji. Warunek ten spełniają systemy oparte na konstrukcji modułowej, rozproszonych układach wejść/wyjść oraz komunikacji  wykorzystującej otwarte standardy. Mniejsze koszty urządzeń wpływają na większe możliwości wykorzystania systemów sterownia w obszarach, w których dotychczas stosowanie ich było ekonomicznie nieuzasadnione. Już dziś możemy mówić, że sterowniki PLC trafiły pod „strzechy” i to w pełni tego słowa znaczeniu. Szeroki zakres możliwości zastosowania, połączony z łatwością komunikacji poprzez Ethernet, Fieldbus i coraz częściej stosowanej komunikacji bezprzewodowej, sprawiają, że użycie sterownika PLC do prostych aplikacji, mających niekiedy za zadanie przekazanie sterowań operatora w inne miejsce procesu, dziś jest codziennością. Mając na uwadze kryteria wyboru urządzeń (najczęstrzym kryterium jest cena) obecne działania producentów idą w kierunku oferowania rozwiązań dopasowanych na miarę potrzeb i oczekiwań użytkowników – tak aby płacić za to czego naprawdę potrzebujemy.

Ciągła migracja w kierunku IT
Zbigniew Piątek, dyrektor generalny Beckhoff Automation
Możliwość realizacji coraz bardziej skomplikowanych algorytmów sterowania, Ethernet jako wiodąca siec komunikacyjna, wbudowane Webserwery, pełna spójność w zakresie oprogramowania, integracja sterowania osiami napędów – to tylko niektóre funkcjonalności, które były wynikiem rosnących potrzeb użytkowników. I chociaż ukształtowany rynek sterowników PLC pozostanie jeszcze przez kolejne lata niezagrożony, obserwujemy ciągłą ich ewolucję i kształtowanie następców tradycyjnych rozwiązań PLC. Rosnące zaufanie do rozwiązań typu „embedded PC” czy PAC skutkuje stałą migracją układów w kierunku rozwiązań znanych z dużych systemów high-end. Dostępne do tej pory dla systemów wyposażonych w komputery przemysłowe są one z powodzeniem stosowane w średnich, a nawet małych instalacjach. Jeszcze do niedawna traktowane jako rozwiązania pionierskie – dziś są włączane do oferty przez najbardziej konserwatywnych graczy na rynku automatyki przemysłowej. I wcale nie jest to działanie na zasadzie „me-too product”, ale odpowiedź na rosnące wymagania użytkowników współczesnych systemów sterowania i automatyzacji. Naturalną konsekwencją tego trendu jest stale postępująca integracja sterowników PLC oraz interfejsów HMI. Dostępne w tej technologii urządzenia są po prostu bardziej efektywne cenowo i oferują spójną bazę programową dla PLC i HMI czy SCADA.