“Automation Studio的開發(fā)是以支持機(jī)械制造商將一個(gè)概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的目標(biāo)為導(dǎo)向的，覆蓋了機(jī)器生命周期中的各個(gè)階段。”

　　Automation Studio 的突出特點(diǎn)

　　●開放式架構(gòu)

　　●柔性化項(xiàng)目組織

　　●獨(dú)立于硬件的軟件設(shè)計(jì)

　　● 對(duì)任意版本管理系統(tǒng)開放

　　●MATLAB/Simulink自動(dòng)生成代碼提高效率

　　●團(tuán)隊(duì)協(xié)作理念

　　●基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)診斷

　　集成自動(dòng)化如今已成為自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)時(shí)髦的詞語，它通常是指能夠在一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目中啟動(dòng)若干軟件工具，因此在行業(yè)中被廣泛提及。然而，對(duì)于貝加萊（B&R）來說，它卻意味著完美集成自動(dòng)化方案的眾多特征之一。貝加萊Automation Studio是如何為一臺(tái)機(jī)器在其整個(gè)生命周期中提供支持，并如何為該款開發(fā)工具全面融入所有項(xiàng)目流程奠定基礎(chǔ)的呢？

　　過去，控制器是由專門的程序設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行編程的，這些單獨(dú)的電子器件將PC和程序應(yīng)用結(jié)合在了一起，從那時(shí)起，自動(dòng)化行業(yè)中就已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上使用軟件包來對(duì)控制器進(jìn)行簡單設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今的機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化要求。今天，可視化應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和安全系統(tǒng)

　　縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

　　以技術(shù)為導(dǎo)向的消費(fèi)市場趨向于擁有越來越快的產(chǎn)品創(chuàng)新周期。針對(duì)日益緊迫的技術(shù)創(chuàng)新，機(jī)械設(shè)備制造商們必須在更短的時(shí)間里完成新機(jī)型的開發(fā)和運(yùn)行。由各自的自動(dòng)化合作伙伴提供的開發(fā)工具必須能夠跟上這一行業(yè)趨勢。除了集成各種工具之外，我們還必須理解該開發(fā)工具能夠完美匹配自動(dòng)化產(chǎn)品系列的重要性。唯有這樣，才能充分利用這些產(chǎn)品（典型控制器、Automation PC 或可視化）性能，避免浪費(fèi)大量時(shí)間。

　　批量大小1 – 針對(duì)機(jī)器系列

　　一段時(shí)間以來，我們始終在觀察機(jī)器越來越小批量生產(chǎn)這一趨勢。在這方面，與產(chǎn)品多樣性和個(gè)性化有關(guān)的消費(fèi)市場變化已經(jīng)對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)生了直接影響。這一“大量客制化”概念要求設(shè)備具有高度柔性化特征，在機(jī)器制造過程中應(yīng)首先針對(duì)終端用戶使用自定義選項(xiàng)數(shù)據(jù)包，然后繼續(xù)在終端用戶處進(jìn)行現(xiàn)場功能擴(kuò)展以得到更多選項(xiàng)。因此，開發(fā)工具必須能夠有效應(yīng)對(duì)所有這些機(jī)型變化。當(dāng)然，面向ERP系統(tǒng)的開放式接口也是必不可少的。

　　機(jī)器作為價(jià)值創(chuàng)造鏈紐帶

　　僅僅一臺(tái)機(jī)器－無論它多么靈活－都無法獨(dú)立生產(chǎn)出一款完整的產(chǎn)品。一般來說，它只是整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造鏈中的一個(gè)環(huán)節(jié)。該價(jià)值鏈要么是由機(jī)器分別生產(chǎn)的半成品部件所構(gòu)成，要么是通過機(jī)器互聯(lián)的一體化設(shè)備生產(chǎn)線所實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，將機(jī)器互聯(lián)以此提高總產(chǎn)量就顯得極其有意義。在過去，這是由電信號(hào)（數(shù)字量或模擬量）實(shí)現(xiàn)的，但是今天，現(xiàn)場總線系統(tǒng)為機(jī)器高效互聯(lián)開辟了一條嶄新的路徑，優(yōu)化數(shù)據(jù)流的同時(shí)簡化了布線。為了向設(shè)備制造商提供盡可能最好的支持，一款先進(jìn)的開發(fā)工具必須能夠集成標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場總線系統(tǒng)，并且提供多個(gè)功能庫來使用私有通信協(xié)議。

　　融入機(jī)械制造商生產(chǎn)流程

　　當(dāng)運(yùn)行機(jī)械或設(shè)備時(shí)，即使開發(fā)工具扮演著極其重要的角色，它在機(jī)械制造商生產(chǎn)流程中也并非核心元素。要求機(jī)器制造商調(diào)整他們的生產(chǎn)流程以適應(yīng)各自自動(dòng)化供應(yīng)商的開發(fā)工具，既不合理也不現(xiàn)實(shí)。因此，開發(fā)工具必須擁有一個(gè)開放的架構(gòu)，包含純文本格式的個(gè)人文檔、通用訪問程序、自動(dòng)化項(xiàng)目的數(shù)據(jù)及組態(tài)選項(xiàng)。

　　功能列表提升總價(jià)值

　　當(dāng)開發(fā)工具之間進(jìn)行相互比較的時(shí)候，我們關(guān)注的焦點(diǎn)通常集中在個(gè)別功能上。與其將討論的重點(diǎn)放在一些毫無意義的功能上，還不如從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對(duì)開發(fā)工具的“總附加值”進(jìn)行進(jìn)一步挖掘。這需要我們考慮到貫穿整個(gè)使用過程中的附加值，這樣就為我們開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的視野：過去的討論僅限于可視化編程方面，而通過現(xiàn)在的方式可以對(duì)一臺(tái)機(jī)器的整個(gè)生命周期進(jìn)行全面考量。因此，Automation Studio的開發(fā)是以支持機(jī)械制造商將一個(gè)概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的目標(biāo)為導(dǎo)向的，覆蓋了機(jī)器生命周期中的各個(gè)階段。

　　一臺(tái)機(jī)器的生命周期

　　圖1從自動(dòng)化廠商角度展現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器的典型生命周期。整個(gè)生命周期被劃分為九個(gè)階段，對(duì)應(yīng)于開發(fā)工具的潛在支持。　　

　　圖1 一臺(tái)機(jī)器的生命周期

　　■  設(shè)計(jì)

　　藍(lán)色曲線表示傳統(tǒng)開發(fā)工具在設(shè)計(jì)階段所能提供的最佳支持。經(jīng)服務(wù)器互聯(lián)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，選擇任意版本管理系統(tǒng)，將機(jī)器元件的功能單元分組，通過非硬件組態(tài)進(jìn)行初步開發(fā)，所有這些功能都致力于為該階段提供更為有效的支持（如圖2）。　　

　　Project Brower

　　圖2 在Automation Studio里，通過項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫管理，軟件模型劃分為不同功能塊需求，將任務(wù)分配給不同的團(tuán)隊(duì)成員，每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員采用開放的格式進(jìn)行書寫代碼，最終這些代碼將以開放的XML或IEC格式被導(dǎo)入并封裝成一個(gè)完整的項(xiàng)目，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，分布在不同區(qū)域的工程師可以協(xié)同完成這個(gè)項(xiàng)目。上圖代表一個(gè)項(xiàng)目被劃分為啟動(dòng)、趨勢圖、報(bào)警、設(shè)置導(dǎo)引等模塊，由不同的人來完成。

　　■  仿真

　　通常來說，仿真需要用到額外的工具。在該階段，將這些工具進(jìn)行無縫連接至關(guān)重要。例如，與MATLAB/Simulink相連能夠完美地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的正確仿真，隨后的自動(dòng)代碼生成可以確保控制器也能按真實(shí)過程中的要求一樣運(yùn)行（如圖3）。 　　

　　圖3 通過與Matlab/SIMULINK連接，Automation Studio可以接受來自SIMULINK仿真的控制器模型，
并為其自動(dòng)生成代碼，這些代碼可以大大提高開發(fā)的周期。

　　■  制造

　　機(jī)器制造階段通常與一款開發(fā)工具無關(guān)。然而，開發(fā)工具與ECAD系統(tǒng)直接相連并在該過程末期對(duì)I/O分布進(jìn)行設(shè)置或修改，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價(jià)值。

　　■  調(diào)試

　　基于網(wǎng)絡(luò)的診斷功能更易于在電氣或機(jī)械方面對(duì)機(jī)器進(jìn)行

              
　　圖4  通過Automation Studio，在機(jī)器設(shè)計(jì)過程中，通過示波器功能1mS采樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的

    參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，通過可視化的界面對(duì)其位置、速度、電流等進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)引起機(jī)械問題的根源，
可以為機(jī)械系統(tǒng)的調(diào)整提供可靠的參考，它大大降低了機(jī)械的調(diào)試時(shí)間。

　　■  現(xiàn)場測試

　　在現(xiàn)場測試階段，分析工具的精度決定了現(xiàn)場測試的質(zhì)量。在這里，沒有平滑信號(hào)曲線，因此所有工具必須完全適合運(yùn)行系統(tǒng)（如圖5）。　　

　　圖5  Automation Studio的FFT（快速傅立葉變換）分析功能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的質(zhì)量追溯，
FFT用于對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，例如在梳棉機(jī)控制上，當(dāng)需要檢測紗線的條干均勻度時(shí)，
通過檢測反饋的離散值進(jìn)行區(qū)間分析，以追溯引發(fā)條干不均質(zhì)量問題的原因。

　　■  生產(chǎn)

　　如同在制造階段一樣，在生產(chǎn)中使用一款開發(fā)工具的機(jī)會(huì)也是十分有限的。但是，開發(fā)工具與ERP系統(tǒng)直接相連并激活相應(yīng)的選項(xiàng)套件，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價(jià)值（如圖6）。　　

                   
　　                                           圖6   

    Automation Studio集成了OPC Server，它提供了與上位管理系統(tǒng)的連接能力，這樣，機(jī)器將被快速集成到MES、CIMS中，通過統(tǒng)一的接口為管理系統(tǒng)的質(zhì)量追溯、成本動(dòng)態(tài)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ) ，并與CRM、SCM、PDM等集成實(shí)現(xiàn)集成生產(chǎn)，提升整個(gè)生產(chǎn)的運(yùn)行效率。

　　■  支持&服務(wù)

　　當(dāng)機(jī)器在終端用戶處運(yùn)行時(shí)，過程分析和系統(tǒng)支持有時(shí)是維護(hù)服務(wù)合同的一部分。為此，您需要使用一款功能強(qiáng)大的開發(fā)工具來完成對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程維護(hù)（如圖7）。　　

　　                                        圖7  

    VNC Server則提供了遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)的最經(jīng)濟(jì)方案，無需增加成本 ，只需現(xiàn)場有以太網(wǎng)條件，通過Automation Studio為控制器下載VNC Server，綠色開放的Client軟件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。

　　結(jié)論

　　一款先進(jìn)的開發(fā)工具必須為機(jī)械設(shè)備制造商在概念實(shí)現(xiàn)過程中提供全面的支持。不僅標(biāo)準(zhǔn)化編程可以保障長期的投資回報(bào)，而且開放式架構(gòu)也能與ERP和CAD系統(tǒng)直接相連，節(jié)約資源的同時(shí)降低了機(jī)器設(shè)計(jì)階段的固定成本和機(jī)器生產(chǎn)階段的可變成本——對(duì)于所有機(jī)器來說這都是一項(xiàng)核心的競爭優(yōu)勢。