智能制造是今天解決我們當(dāng)下產(chǎn)業(yè)問題的一個方向，也是國家“制造業(yè)2025”規(guī)劃的政策所指。然而實(shí)現(xiàn)智能制造必須基于集成，這包括在硬件方面的集成、軟件的集成、產(chǎn)業(yè)界內(nèi)部之間的互聯(lián)、跨界的互聯(lián)與集成，這些都預(yù)示著產(chǎn)業(yè)變化必須以“集成”實(shí)現(xiàn)共同的發(fā)展與提高。

本年度的工博會IAS展，貝加萊將向產(chǎn)業(yè)界展示其在智能制造領(lǐng)域智能化方面的最新集成技術(shù)，智能制造的實(shí)現(xiàn)在于“集成”，這些集成包含了設(shè)備的智能集成、軟件集成、智慧工廠與大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的集成，也包括了企業(yè)之間的協(xié)作。

一、智能集成對于控制器有哪些需求？

智能集成時代不同于以往，必須有更強(qiáng)的開放性，才能滿足設(shè)備集成、互聯(lián)的能力，一方面實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制，另一方面給大數(shù)據(jù)、云平臺提供數(shù)據(jù)支持，便于人工智能、深度學(xué)習(xí)來進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用分析，這就需要控制器滿足以下需求：

實(shí)時控制與通信能力

開放的互聯(lián)接口支持能力（對OPC UA的支持）

協(xié)同運(yùn)動控制能力（PLCopen協(xié)同運(yùn)動控制

標(biāo)準(zhǔn)的編程確保其開放性，IEC61131-3支持

支持仿真能力，如MATLAB/Simulink集成

基于Web的遠(yuǎn)程維護(hù)與診斷技術(shù)

控制與顯示集成的產(chǎn)品

大塊數(shù)據(jù)存儲能力

這些，是基礎(chǔ)硬件平臺，無論對于開發(fā)智能機(jī)器、產(chǎn)線、工廠的集成而言，這些都是迫切的需求，與傳統(tǒng)的PLC產(chǎn)品不同，今天的控制器對于開放的PC技術(shù)、通信技術(shù)必須要有強(qiáng)大的支持能力。

貝加萊是開放自動化技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，在過去的近40年依照產(chǎn)業(yè)需求踐行其理念，其產(chǎn)品完全滿足對智能時代集成的完全響應(yīng)能力。

PLC（X20系列控制器）

PC/Panel PC

集成控制與顯示的HMI

運(yùn)動控制系統(tǒng)(ACOPOS家族產(chǎn)品)

圖1 貝加萊集成控制、顯示于一體的新一代Panel PC

如圖1所示，貝加萊的Panel PC可以將PLC邏輯控制、Windows畫面設(shè)計(jì)、同時運(yùn)行RTOS處理高速機(jī)器人，CNC等高實(shí)時性運(yùn)動控制任務(wù)、采用多點(diǎn)觸摸方式操作簡單，并且，可選法蘭搖臂安裝。

貝加萊的產(chǎn)品何止這些？

二、智能集成的通信有哪些需求？

通信是集成的基礎(chǔ)，但是，通信的集成與商業(yè)系統(tǒng)不同，工業(yè)系統(tǒng)的通信還需要滿足以下一些特性：

（1）.實(shí)時性需求—在很多應(yīng)用中需要僅100μS甚至以下的循環(huán)周期需求。

（2）.安全性需求--里強(qiáng)調(diào)的是功能安全(Funtional Safety)，滿足IEC61508、IEC61784,EN13849、ISO 10218機(jī)器人安全等。還有一個非常重要的問題就是在于集成時代的安全，如何有效的與生產(chǎn)效率平衡的問題，這牽扯到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)里的安全信息集成問題。

（3）.大數(shù)據(jù)傳輸需求—與過去的總線不同，新的智能集成對于帶寬和數(shù)據(jù)傳輸能力的需求有較大的不同，因此，基于獨(dú)立幀的以太網(wǎng)如POWERLINK、Profinet、Ethernet/IP等具有大數(shù)據(jù)傳輸能力。

（4）信息互通需求—不僅滿足互聯(lián)的接口以及實(shí)時性交互，對于不同廠商的產(chǎn)品也需要進(jìn)行集成，例如：基于XML的設(shè)備描述文件（Device Description）、FDT/DTM等技術(shù)。

（5）.語義互操作需求—對于與MES系統(tǒng)的集成、與大數(shù)據(jù)平臺、IoT等的集成，語義互操作將會將不同異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行信息的集成，OPC UA成為了大勢所趨。

在這方面，POWERLINK+OPC UA+openSAFETY，是一個很好的解決方案。

圖2 貝加萊網(wǎng)絡(luò)集成架構(gòu)-POWERLINK-OPC UA-openSAFETY

與POWERLINK集成，構(gòu)成一體化通信網(wǎng)絡(luò)；

控制器完全集成集成OPC UA；

openSAFETY與OPC UA集成實(shí)現(xiàn)工廠安全數(shù)據(jù)交互；

數(shù)字化工廠基礎(chǔ)信息模型；

圖3 貝加萊對OPC UA全支持

三、工廠集成的平臺應(yīng)該有哪些需求？

（1）復(fù)雜任務(wù)集成

工廠集成的復(fù)雜性在于多樣性的任務(wù)需求，在ISA-95的定義中，將其分為過程控制、批處理、離散控制三種類型的應(yīng)用集成，分別對應(yīng)于高級過程控制/模型預(yù)測控制算法的設(shè)計(jì)能力、批處理的管控以及離散的PLC等的信息集成。

（2）功能性

對于應(yīng)用的工廠而言，顯然，希望獲得是最為快速使用的功能，因此，必須確保其易用性。

（3）開放性

由于工廠的復(fù)雜性，存在不同時期、不同廠商，甚至同一廠商內(nèi)部不同代次的產(chǎn)品，這些復(fù)雜的集成對于平臺的開放性是一個挑戰(zhàn)。

（4）魯棒性

對于高可靠、高可用性是在包含了過程控制、批處理的工廠的基礎(chǔ)性要求，例如啤酒飲料、制藥等領(lǐng)域，這對控制系統(tǒng)的硬件、軟件都健壯性都提出要求。

例：APROL平臺實(shí)現(xiàn)工廠數(shù)據(jù)采集的架構(gòu)

圖4 基于APROL構(gòu)成的工廠數(shù)據(jù)采集平臺

貝加萊APROL—智慧工廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺

工廠運(yùn)營維護(hù)模塊(EnMon/ConMon、PDA)

開放平臺，支持多種協(xié)議連接（FDT/DTM、OPC UA、BacNet...）

支持行業(yè)數(shù)據(jù)集成（OMAC/PackML、FDA Gamp認(rèn)證...)

與MES互聯(lián)接口

支持過程控制、批處理與離散工廠集成

整體提高OEE

四、如何讓智能機(jī)器開發(fā)更為高效？

智能時代對于機(jī)器的開發(fā)將會有更大的挑戰(zhàn)：

（1）機(jī)器配置/配方的變化—為了適應(yīng)個性化生產(chǎn)，必須具有非常自由的配置/配方管理與適應(yīng)能力。

（2）更為復(fù)雜的IT集成功能，例如：需要開放系統(tǒng)來訪問設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)/信息（當(dāng)然不能隨意訪問控制參數(shù)）。

（3）CNC、機(jī)器人的集成，由于產(chǎn)線包含了復(fù)雜的設(shè)備，因此，具有協(xié)同運(yùn)動控制能力。

（4）能源/OEE等與生產(chǎn)運(yùn)營管理相關(guān)的功能。

…..

智能機(jī)器開發(fā)平臺-mapp

智能制造時代，機(jī)器制造商必須快速開發(fā)機(jī)器以響應(yīng)市場的需求，傳統(tǒng)的開發(fā)模式會讓系統(tǒng)處于反復(fù)的重復(fù)勞動，而基于軟件復(fù)用與軟件構(gòu)件技術(shù)的mapp則是解決智能機(jī)器開發(fā)的利器，mapp完全基于AppStore的思想開發(fā)，應(yīng)用開發(fā)者僅需簡單的拖放、配置形式即可完成大部分的共性開發(fā)工作，而與此同時，貝加萊也提供針對行業(yè)應(yīng)用Know-How的功能集成，基于Web的遠(yuǎn)程訪問、診斷、配置與機(jī)器維護(hù)。

降低研發(fā)周期達(dá)到67%

極易使用-快速學(xué)習(xí)

基于Web的軟件配置與維護(hù)

經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證的代碼

兼容PLCopen Motion、XML...

圖5 mapp技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

如圖5所示，mapp技術(shù)是一個革命性的自動化開發(fā)軟件設(shè)計(jì)，它將機(jī)器的各種功能劃分為機(jī)電一體化對象、行業(yè)對象、基礎(chǔ)運(yùn)行管理對象、基于Web的對象，可以根據(jù)不同的機(jī)器開發(fā)應(yīng)用以模塊化搭建的方式開發(fā)應(yīng)用，大幅度減少對編程的需求，可以節(jié)省2/3的開發(fā)時間。

圖6 智能制造全集成架構(gòu)

歡迎參觀貝加萊展臺—6.1H-B166

作為智能制造集成平臺技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊也將出展本次2016年度工博會。誠摯邀請您光臨貝加萊工博會展臺-6.1H-B166，了解智能制造集成方面的技術(shù)。