在應(yīng)對智能制造以及工業(yè)4.0的需求中,用戶所期待的PLC不僅僅是一臺(tái)控制器,更是一臺(tái)智能工作站。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(中國)有限公司行業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)顟c偉就其公司創(chuàng)新的PLC產(chǎn)品如何滿足當(dāng)前用戶的應(yīng)用需求,如何適應(yīng)數(shù)字化和智能化的未來要求,以及未來PLC將邁向怎樣的發(fā)展趨勢等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
現(xiàn)在用戶對于PLC的理解已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)PLC的范疇,用戶不僅希望PLC擁有超高的運(yùn)算性能以應(yīng)對高速任務(wù),如微秒級的掃描周期,還需要其擁有豐富的接口與眾多第三方設(shè)備進(jìn)行互聯(lián),同時(shí)用戶更期待PLC具備部分PC的功能特點(diǎn),諸如Web發(fā)布、數(shù)據(jù)庫連接、文件處理等。總之,在應(yīng)對智能制造以及工業(yè)4.0的需求中,用戶所期待的PLC不僅僅是一臺(tái)控制器,更是一臺(tái)智能工作站。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(中國)有限公司行業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)顟c偉就其公司創(chuàng)新的PLC產(chǎn)品如何滿足當(dāng)前用戶的應(yīng)用需求,如何適應(yīng)數(shù)字化和智能化的未來要求,以及未來PLC將邁向怎樣的發(fā)展趨勢等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
APC2100將PC與PLC功能運(yùn)行在一臺(tái)機(jī)器上
貝加萊的PLC在其誕生初期就是基于PC架構(gòu)的控制器,在繼承傳統(tǒng)PLC的可靠性、安全性和穩(wěn)定性等優(yōu)勢的同時(shí),還具備很強(qiáng)的兼容性與連接性,同時(shí),其集成畫面、WebServer、文件處理等PC功能的特點(diǎn)也獲得了各個(gè)行業(yè)眾多用戶的青睞。再者,結(jié)合貝加萊顛覆性的Mapp技術(shù),更是幫助客戶節(jié)省了30%的開發(fā)時(shí)間,開發(fā)工程師完全可以從繁雜的底層邏輯中解脫出來,將更多的精力放在產(chǎn)品功能的研發(fā)上。而借助貝加萊的MappView技術(shù),可以在PLC中內(nèi)嵌基于HTML5的控制畫面,對最終用戶而言,只需要使用一臺(tái)裝有網(wǎng)頁瀏覽器的終端就可直接訪問控制畫面。
而在貝加萊推出的幾款革命性控制器產(chǎn)品之中,APC2100最具代表性。首先作為一臺(tái)工控機(jī),APC2100憑借其小巧的外觀贏得了一致好評。其次,APC2100又不僅僅是一臺(tái)工控機(jī),它可以作為一臺(tái)高性能的純PLC來使用。然而,作為貝加萊的APC,其最大的特點(diǎn),同時(shí)也最為廣大用戶褒獎(jiǎng)的特點(diǎn)便是將PC與PLC的功能同時(shí)運(yùn)行在一臺(tái)機(jī)器上,并且獨(dú)立占用CPU資源,互不影響。例如,將Windows以及PLC的功能運(yùn)行在同一臺(tái)機(jī)器上,即使Windows電腦系統(tǒng)崩潰了,PLC的控制功能仍然照常運(yùn)行。顯然,這一顛覆式的功能,可極大節(jié)省安裝空間,并節(jié)省成本,同時(shí)相對于傳統(tǒng)的一體式方案而言極大提升了穩(wěn)定性與可靠性。
通過在PLC中融入OPC UA技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一互聯(lián)
現(xiàn)在,智能制造以及工業(yè)4.0的呼聲越來越高。但是并不能僅憑功能強(qiáng)大的PLC就可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。然而當(dāng)前想要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0,一顆“智慧”的PLC一定不可或缺。對于上個(gè)世紀(jì)的工控業(yè)來說,IT與自動(dòng)化是完全分開的;而如今眾多用戶都會(huì)反復(fù)提及“ERP、MES、云、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)等技術(shù)”。這意味著數(shù)據(jù)將在不同平臺(tái)、不同系統(tǒng)之間頻繁共享,所以統(tǒng)一的接口將成為關(guān)鍵。也正因如此,OPC UA規(guī)范將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的通信標(biāo)準(zhǔn)。貝加萊在很早之前就認(rèn)識到了OPC UA對于用戶的價(jià)值,因此在貝加萊的PLC中已經(jīng)融入了OPC UA技術(shù)。任何一臺(tái)貝加萊PLC或HMI產(chǎn)品,都內(nèi)置了OPC UA Server和OPC UA Client,這意味著只要支持OPC UA接口,無論是位于管理層的ERP或MES軟件,還是移動(dòng)發(fā)布平臺(tái)都可以直接獲取PLC的數(shù)據(jù)。
在傳統(tǒng)概念中,一個(gè)工廠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是金字塔形的,如圖3。但在未來,大家都擁有統(tǒng)一的通信接口,它的結(jié)構(gòu)將會(huì)變得更高效,如圖4,而實(shí)現(xiàn)這一高效結(jié)構(gòu)的前提就是統(tǒng)一互聯(lián)。
此外,信息安全一直以來都是熱門話題。隨著IT與自動(dòng)化的不斷融合,控制器/控制系統(tǒng)的信息安全也越來越被用戶所重視。貝加萊的控制器內(nèi)部集成了VxWorks操作系統(tǒng),因而相對擁有其他操作系統(tǒng)的平臺(tái)而言,具有較好的安全性;其次,由于支持高級語言的編程,用戶在編寫自定義通信協(xié)議時(shí),可以自行加入特定的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密(如AES加密算法);再者,貝加萊的控制系統(tǒng)可支持OPC UA通信規(guī)范,而OPC UA通信本身就可選擇不同的數(shù)據(jù)加密方式。
貝加萊平臺(tái)完美體現(xiàn)用戶的軟件價(jià)值
未來軟件的價(jià)值將愈加凸顯。PLC的專用化也必將通過運(yùn)行在其平臺(tái)上的軟件來體現(xiàn)。一個(gè)好的產(chǎn)品或系統(tǒng),硬件本身的可靠性、穩(wěn)定性以及安全性能夠體現(xiàn)出一部分價(jià)值,但是其更多的價(jià)值將體現(xiàn)在軟件部分,如優(yōu)化的專家算法、高效的控制理念和以人為本的操作接口等。毫無疑問,IT的軟件思想正越來越多的滲入到自動(dòng)化領(lǐng)域——高級語言的編程方式正取代傳統(tǒng)的梯形圖、面向?qū)ο蟮乃枷胝蕴艚Y(jié)構(gòu)化編程、從面向信號的處理方式過渡到基于數(shù)據(jù)的處理方式等。
貝加萊的平臺(tái)能夠完美體現(xiàn)出其用戶的軟件價(jià)值。在貝加萊的一體化編程軟件Automation Studio中,工程師在編寫代碼時(shí)完全不用考慮這些代碼將工作在哪個(gè)系列的產(chǎn)品上,因?yàn)橥瑯拥拇a可以應(yīng)用在所有貝加萊控制器中,將軟件的實(shí)現(xiàn)從硬件的束縛中解脫出來;其次,工程師能夠使用眾多高級編程語言(ANSI C、C++、BASIC以及ST)進(jìn)行開發(fā),對于需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及自定義通信協(xié)議的項(xiàng)目來說,高級編程語言所帶來的便捷性不言而喻;憑借貝加萊革命性的Mapp技術(shù),新程序的開發(fā)時(shí)間將大大縮短,工程師將從紛繁復(fù)雜的底層代碼中徹底解放出來,將更多的精力放在能夠創(chuàng)造更高附加值的部分之中。
貝加萊PLC在智能制造中扮演重要角色
在智能制造背景下,以PLC來命名現(xiàn)在的控制器已經(jīng)名不符實(shí),之所以還沿用PLC這個(gè)名字,是為了讓大家有一個(gè)統(tǒng)一的概念。正如現(xiàn)今的手機(jī)一樣,在更多的場合被稱為“智能終端”。在今后的智能工廠中,對于設(shè)備層的控制器而言,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效的控制只是基本要求,這是自動(dòng)化。除此之外,它還必須有自學(xué)習(xí)能力——高度智能化,以及數(shù)據(jù)分析與共享——信息化的特點(diǎn)。貝加萊已將許多超前的思想融入到了產(chǎn)品中,如集成OPC UA接口、高效率的Mapp開發(fā)技術(shù)、基于Web的HMI畫面發(fā)布、與MatLab無縫對接等,這些功能已將貝加萊PLC定位成新一代智能控制器,可以在智能制造以及工業(yè)4.0中扮演重要角色。
摘自《現(xiàn)代制造》