以新一代智能控制器满足高度智能化和信息化需求


日期:2017/10/18 来源:MM《现代制造》

现在用户对于PLC的理解已经远远超出了传统PLC的范畴,用户不仅希望PLC拥有超高的运算性能以应对高速任务,如微秒级的扫描周期,还需要其拥有丰富的接口与众多第三方设备进行互联,同时用户更期待PLC具备部分PC的功能特点,诸如Web发布、数据库连接、文件处理等。总之,在应对智能制造以及工业4.0的需求中,用户所期待的PLC不仅仅是一台控制器,更是一台智能工作站。贝加莱工业自动化(中国)有限公司行业项目经理杨庆伟就其公司创新的PLC产品如何满足当前用户的应用需求,如何适应数字化和智能化的未来要求,以及未来PLC将迈向怎样的发展趋势等内容进行了详细的介绍。

图1 贝加莱工业自动化(中国)有限公司行业项目经理 杨庆伟

APC2100将PC与PLC功能运行在一台机器上

贝加莱的PLC在其诞生初期就是基于PC架构的控制器,在继承传统PLC的可靠性、安全性和稳定性等优势的同时,还具备很强的兼容性与连接性,同时,其集成画面、WebServer、文件处理等PC功能的特点也获得了各个行业众多用户的青睐。再者,结合贝加莱颠覆性的Mapp技术,更是帮助客户节省了30%的开发时间,开发工程师完全可以从繁杂的底层逻辑中解脱出来,将更多的精力放在产品功能的研发上。而借助贝加莱的MappView技术,可以在PLC中内嵌基于HTML5的控制画面,对最终用户而言,只需要使用一台装有网页浏览器的终端就可直接访问控制画面。

图2 APC21001

而在贝加莱推出的几款革命性控制器产品之中,APC2100最具代表性。首先作为一台工控机,APC2100凭借其小巧的外观赢得了一致好评。其次,APC2100又不仅仅是一台工控机,它可以作为一台高性能的纯PLC来使用。然而,作为贝加莱的APC,其最大的特点,同时也最为广大用户褒奖的特点便是将PC与PLC的功能同时运行在一台机器上,并且独立占用CPU资源,互不影响。例如,将Windows以及PLC的功能运行在同一台机器上,即使Windows电脑系统崩溃了,PLC的控制功能仍然照常运行。显然,这一颠覆式的功能,可极大节省安装空间,并节省成本,同时相对于传统的一体式方案而言极大提升了稳定性与可靠性。

通过在PLC中融入OPC UA技术实现统一互联

现在,智能制造以及工业4.0的呼声越来越高。但是并不能仅凭功能强大的PLC就可以实现工业4.0。然而当前想要实现工业4.0,一颗“智慧”的PLC一定不可或缺。对于上个世纪的工控业来说,IT与自动化是完全分开的;而如今众多用户都会反复提及“ERP、MES、云、大数据、移动等技术”。这意味着数据将在不同平台、不同系统之间频繁共享,所以统一的接口将成为关键。也正因如此,OPC UA规范将成为实现工业4.0的通信标准。贝加莱在很早之前就认识到了OPC UA对于用户的价值,因此在贝加莱的PLC中已经融入了OPC UA技术。任何一台贝加莱PLC或HMI产品,都内置了OPC UA Server和OPC UA Client,这意味着只要支持OPC UA接口,无论是位于管理层的ERP或MES软件,还是移动发布平台都可以直接获取PLC的数据。

图3 传统工业系统金字塔结构

在传统概念中,一个工厂系统的结构是金字塔形的,如图3。但在未来,大家都拥有统一的通信接口,它的结构将会变得更高效,如图4,而实现这一高效结构的前提就是统一互联。

图4 未来工业系统结构

此外,信息安全一直以来都是热门话题。随着IT与自动化的不断融合,控制器/控制系统的信息安全也越来越被用户所重视。贝加莱的控制器内部集成了VxWorks操作系统,因而相对拥有其他操作系统的平台而言,具有较好的安全性;其次,由于支持高级语言的编程,用户在编写自定义通信协议时,可以自行加入特定的算法对数据进行加密(如AES加密算法);再者,贝加莱的控制系统可支持OPC UA通信规范,而OPC UA通信本身就可选择不同的数据加密方式。

贝加莱平台完美体现用户的软件价值

未来软件的价值将愈加凸显。PLC的专用化也必将通过运行在其平台上的软件来体现。一个好的产品或系统,硬件本身的可靠性、稳定性以及安全性能够体现出一部分价值,但是其更多的价值将体现在软件部分,如优化的专家算法、高效的控制理念和以人为本的操作接口等。毫无疑问,IT的软件思想正越来越多的渗入到自动化领域——高级语言的编程方式正取代传统的梯形图、面向对象的思想正淘汰掉结构化编程、从面向信号的处理方式过渡到基于数据的处理方式等。

贝加莱的平台能够完美体现出其用户的软件价值。在贝加莱的一体化编程软件Automation Studio中,工程师在编写代码时完全不用考虑这些代码将工作在哪个系列的产品上,因为同样的代码可以应用在所有贝加莱控制器中,将软件的实现从硬件的束缚中解脱出来;其次,工程师能够使用众多高级编程语言(ANSI C、C++、BASIC以及ST)进行开发,对于需要实现复杂算法、数据结构以及自定义通信协议的项目来说,高级编程语言所带来的便捷性不言而喻;凭借贝加莱革命性的Mapp技术,新程序的开发时间将大大缩短,工程师将从纷繁复杂的底层代码中彻底解放出来,将更多的精力放在能够创造更高附加值的部分之中。

贝加莱PLC在智能制造中扮演重要角色

在智能制造背景下,以PLC来命名现在的控制器已经名不符实,之所以还沿用PLC这个名字,是为了让大家有一个统一的概念。正如现今的手机一样,在更多的场合被称为“智能终端”。在今后的智能工厂中,对于设备层的控制器而言,实现精准、高效的控制只是基本要求,这是自动化。除此之外,它还必须有自学习能力——高度智能化,以及数据分析与共享——信息化的特点。贝加莱已将许多超前的思想融入到了产品中,如集成OPC UA接口、高效率的Mapp开发技术、基于Web的HMI画面发布、与MatLab无缝对接等,这些功能已将贝加莱PLC定位成新一代智能控制器,可以在智能制造以及工业4.0中扮演重要角色。