智能制造是今天解決我們當(dāng)下產(chǎn)業(yè)問(wèn)題的一個(gè)方向，也是國(guó)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(huì)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(chǎng)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(duì)于控制器有哪些需求？
　　智能集成時(shí)代不同于以往，必須有更強(qiáng)的開(kāi)放性，才能滿(mǎn)足設(shè)備集成、互聯(lián)的能力，一方面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，另一方面給大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支持，便于人工智能、深度學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用分析，這就需要控制器滿(mǎn)足以下需求：
　　■實(shí)時(shí)控制與通信能力
　　■開(kāi)放的互聯(lián)接口支持能力（對(duì)OPC UA的支持）
　　■協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制能力（PLCopen協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制
　　■標(biāo)準(zhǔn)的編程確保其開(kāi)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(chǔ)能力
　　這些，是基礎(chǔ)硬件平臺(tái)，無(wú)論對(duì)于開(kāi)發(fā)智能機(jī)器、產(chǎn)線(xiàn)、工廠(chǎng)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(duì)于開(kāi)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(kāi)放自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，在過(guò)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(mǎn)足對(duì)智能時(shí)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(dòng)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(huà)面設(shè)計(jì)、同時(shí)運(yùn)行RTOS處理高速機(jī)器人，CNC等高實(shí)時(shí)性運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)、采用多點(diǎn)觸摸方式操作簡(jiǎn)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(mǎn)足以下一些特性：
　?。?）.實(shí)時(shí)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。
　?。?）.安全性需求--里強(qiáng)調(diào)的是功能安全(Funtional Safety)，滿(mǎn)足IEC61508、IEC61784,EN13849、ISO 10218機(jī)器人安全等。還有一個(gè)非常重要的問(wèn)題就是在于集成時(shí)代的安全，如何有效的與生產(chǎn)效率平衡的問(wèn)題，這牽扯到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)里的安全信息集成問(wèn)題。
　?。?）.大數(shù)據(jù)傳輸需求—與過(guò)去的總線(xiàn)不同，新的智能集成對(duì)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(mǎn)足互聯(lián)的接口以及實(shí)時(shí)性交互，對(duì)于不同廠(chǎng)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(yǔ)義互操作需求—對(duì)于與MES系統(tǒng)的集成、與大數(shù)據(jù)平臺(tái)、IoT等的集成，語(yǔ)義互操作將會(huì)將不同異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行信息的集成，OPC UA成為了大勢(shì)所趨。
　　在這方面，POWERLINK+OPC UA+openSAFETY，是一個(gè)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(chǎng)安全數(shù)據(jù)交互；
　　■數(shù)字化工廠(chǎng)基礎(chǔ)信息模型；

　　圖3 貝加萊對(duì)OPC UA全支持

　　三、工廠(chǎng)集成的平臺(tái)應(yīng)該有哪些需求？
　　（1）復(fù)雜任務(wù)集成
　　工廠(chǎng)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(guò)程控制、批處理、離散控制三種類(lèi)型的應(yīng)用集成，分別對(duì)應(yīng)于高級(jí)過(guò)程控制/模型預(yù)測(cè)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。
　?。?）功能性
　　對(duì)于應(yīng)用的工廠(chǎng)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。
　?。?）開(kāi)放性
　　由于工廠(chǎng)的復(fù)雜性，存在不同時(shí)期、不同廠(chǎng)商，甚至同一廠(chǎng)商內(nèi)部不同代次的產(chǎn)品，這些復(fù)雜的集成對(duì)于平臺(tái)的開(kāi)放性是一個(gè)挑戰(zhàn)。
　?。?）魯棒性
　　對(duì)于高可靠、高可用性是在包含了過(guò)程控制、批處理的工廠(chǎng)的基礎(chǔ)性要求，例如啤酒飲料、制藥等領(lǐng)域，這對(duì)控制系統(tǒng)的硬件、軟件都健壯性都提出要求。
　　例：APROL平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)數(shù)據(jù)采集的架構(gòu)

　　圖4 基于A(yíng)PROL構(gòu)成的工廠(chǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

　　貝加萊APROL—智慧工廠(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)
　　■工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)模塊(EnMon/ConMon、PDA)
　　■開(kāi)放平臺(tái)，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(guò)程控制、批處理與離散工廠(chǎng)集成
　　■整體提高OEE
　　四、如何讓智能機(jī)器開(kāi)發(fā)更為高效？
　　智能時(shí)代對(duì)于機(jī)器的開(kāi)發(fā)將會(huì)有更大的挑戰(zhàn)：
　?。?）機(jī)器配置/配方的變化—為了適應(yīng)個(gè)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(kāi)放系統(tǒng)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)/信息（當(dāng)然不能隨意訪(fǎng)問(wèn)控制參數(shù)）。
　　（3）CNC、機(jī)器人的集成，由于產(chǎn)線(xiàn)包含了復(fù)雜的設(shè)備，因此，具有協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制能力。
　　（4）能源/OEE等與生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理相關(guān)的功能。
　　…..
　　智能機(jī)器開(kāi)發(fā)平臺(tái)-mapp
　　智能制造時(shí)代，機(jī)器制造商必須快速開(kāi)發(fā)機(jī)器以響應(yīng)市場(chǎng)的需求，傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式會(huì)讓系統(tǒng)處于反復(fù)的重復(fù)勞動(dòng)，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(kāi)發(fā)的利器，mapp完全基于A(yíng)ppStore的思想開(kāi)發(fā)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)者僅需簡(jiǎn)單的拖放、配置形式即可完成大部分的共性開(kāi)發(fā)工作，而與此同時(shí)，貝加萊也提供針對(duì)行業(yè)應(yīng)用Know-How的功能集成，基于Web的遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、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(guò)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(gè)革命性的自動(dòng)化開(kāi)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(duì)象、行業(yè)對(duì)象、基礎(chǔ)運(yùn)行管理對(duì)象、基于Web的對(duì)象，可以根據(jù)不同的機(jī)器開(kāi)發(fā)應(yīng)用以模塊化搭建的方式開(kāi)發(fā)應(yīng)用，大幅度減少對(duì)編程的需求，可以節(jié)省2/3的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　圖6 智能制造全集成架構(gòu)

　　歡迎參觀(guān)貝加萊展臺(tái)—6.1H-B166
　　作為智能制造集成平臺(tái)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊也將出展本次2016年度工博會(huì)。誠(chéng)摯邀請(qǐng)您光臨貝加萊工博會(huì)展臺(tái)-6.1H-B166，了解智能制造集成方面的技術(shù)。