以更快速、更加互联和智能的控制系统助力用户技术升级


日期:2017/10/18 来源:MM《现代制造》

上世纪70年代,PLC诞生并用于取代原有的继电器控制系统,最初的PLC系统只能实现简单的逻辑控制功能,80年代以来,随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展,不断带动着整个PLC产业的进步,不仅成本不断下降,功耗和体积越来越小,可靠性还不断提高,编程和故障检测更为灵活方便,而且随着远程I/O和工业通信网络、数据处理、运动控制等技术的发展,PLC也向着多元化、智能化的复杂生产过程控制的方向发展。

作为现代工业自动化的重要支柱,PLC就好比人体的神经系统,将所有感知到的信息和数据,通过各级通信网络上传至中枢,经过中枢的运算、分析和处理,再将指令信息下传至IO和各类执行器,实现最终的控制目标。如果人的神经系统出现问题,轻则瘫痪,重则死亡,PLC在现代自动化工厂中的角色同等重要。

德国惠朋(VIPA GmbH)中国区销售总监 郑京生

中国工业企业的自动化程度较发达国家普遍偏低,许多机械行业部分设备仍采用传统的继电器和接触器控制,经过近些年的发展,已经取得了长足的进步,但仍有大量的设备上正在使用过时的或低性能的控制系统,因此PLC尤其是高性能的PLC,在中国的应用潜力远没有得到充分发挥,寻求发展的制造企业提高劳动生产率和产品质量的强烈需求,必将为PLC的应用提供广阔的前景。

融合先进控制技术,开创全新技术标准

VIPA一贯秉承技术创新与用户需求至上的理念,在满足用户应用需求的道路上不断地努力。公司成立初期,为满足用户扩大系统容量、复杂工艺运算、工业以太网通信的需求,VIPA先后开发了应用于西门子S5系统的64点IO、嵌入式PC和TCP/IP以太网通信卡;PLC系统的可靠性是最基本要求,随着用户对系统扩展性、高效性的需求不断提升,VIPA从1999年开始投入大量资金研发高性能PLC系统专用芯片SPEED7,并于2003年成功面世,使VIPA 300S系列产品享有了“世界上最快硬件PLC”的美誉;在此后的10多年时间里,基于SPEED7技术,VIPA又开发了适应更高效率需求的SPEED BUS和SLICE BUS高速背板技术和与之配套的高速模块,再加上更高速的定时中断,VIPA在高速数据采集和控制领域一次次刷新着自己创造的记录,成为业界的佼佼者。

VIPA推出的在业界具有里程碑意义的SPEED7系列PLC专用CPU芯片,率先将工业以太网通信接口作为标准配置集成到全系列的CPU产品中,这不仅给广大用户提供了更经济更方便的编程方式,更引领了PLC领域新的潮流;随后,VIPA在2009年又推出了SLIO系列智能分布式I/O系统,支持所有主流的欧美标准工业现场总线,包括:PROFINET-IO、PROFIBUS-DP、Modbus/TCP、CANopen、DeviceNet、EtherCAT,背板采用VIPA自有的SLICE BUS高速总线设计,48MBit/s的传输率领跑业内同类产品,特别是近年推出的SLIO系列CPU,在技术上有诸多亮点,它继承了VIPA 300S系统的0.01 μs的指令处理时间、同时集成Profinet IO controller和PG/OP以太网接口,真正实现了工业现场总线的实时通信与工厂信息化管理通信隔离的一体化设计。VIPA一方面在融合市场上一些先进的控制技术,一方面凭借自身的创新能力开创了一个又一个全新的技术标准,VIPA对新产品的研发依据用户现在和未来的应用,兼顾用户技术的可延续性和新技术的前瞻性,这为用户在技术升级提供了强大的助力。

采取双网隔离设计,保证系统安全运行

信息安全问题是整个工业控制领域即将面临的巨大挑战,随着智能制造2025战略的实施与深化,工业控制与IT将深度融合,现有的网络病毒与黑客攻击等IT网络安全隐患,将伴随着这种融合直接威胁工业控制系统的安全。信息安全问题的解决是一个系统工程,需要从各个环节着手,VIPA作为最早在工业控制领域引入以太网技术的企业之一,一直积极参与各工业总线协会关于信息安全技术的研究与探讨,为营造安全高效的工业控制网络而努力。VIPA的300S和SLIO系列PLC在设计之初就考虑到了这个问题,标配的PG/OP以太网口满足了工厂信息化的需求,同时,它又与PLC的工业总线系统相隔离,这种双网隔离设计,使信息采集和设备运行从硬件上分隔开,从而在底层上保证了系统运行的安全性。

此外,针对市场对PLC专用化各种不同的解读,VIPA认为,提出PLC专用化,是想把专业的事交给专业的人来做,适当的专用化,可以缩短开发时间,降低人员成本,提高开发效率,但过分依赖专用化,会某种程度上影响企业自身的技术积累和创新能力。其实,现在大多数的SI和OEM正是在做着适应不同需求的PLC专用化的工作,作为专业的PLC厂家,还是应该专注于采用最前沿的电子与通信技术,为市场提供更具竞争力的系统平台,根据市场发展的需要,不断完善基本的功能模块,提高系统的标准化、小型化、模块化、智能化水平,以适应不同应用的需求,可以做一些普遍应用的专用化,比如说运动控制型PLC,也可以做一些厂家自身最有技术领先性的行业专用化,而面向市场纷繁复杂的需求,不必越俎代庖,毕竟在很多细分市场上,用户更加专业。

对内提升性能,对外实现智能互联

为了满足智能制造发展的需求,未来的PLC系统除了持续提高标准化、小型化、模块化以及智能化水平以外,对内需要进一步提升性能,对外实现更广泛的智能互联。早在10多年以前,VIPA开始研发SPEED7技术的时候,智能制造的基因就已根植在其每一个细胞里,超越市场上同类PLC产品数倍乃至数十倍的运算处理速度,树立了高速高效硬件PLC的新标杆;SPEED7处理器芯片上集成了PG/OP以太网接口,这不仅给广大用户提供了更经济更方便的编程方式,还真正实现了工业现场总线的实时通信与工厂智能化管理通信隔离的一体化设计,这为用户先安装生产设备,再进行智能化升级提供了极大地便利,不需要增加硬件,也不需要修改程序,甚至不需要停机,就可以轻松完成信息采集的工作,这无疑是智能互联最需要的。

目前,第二代SPEED7处理器芯片研发工作已基本完成,功能更加强大的处理器即将诞生,这也意味着VIPA将推出具有更高运算性能、更多通信选择、更加灵活和智能的控制系统。广大用户可以先设想一下,你希望未来使用的PLC具备哪些功能呢?通过无线连接轻松实现CPU的重启?借助以太网监控世界上任何一个CPU的运行?CPU集成有远程维护的解决方案?CPU出现故障时自动记录并通知相关的维护人员?节能的CPU在系统暂时不工作时自动进入空闲模式以降低能耗?也许VIPA下一代PLC带给你的远不止这些。