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

　　Automation Studio 的突出特點
　　●開放式架構(gòu)
　　●柔性化項目組織
　　●獨立于硬件的軟件設(shè)計
　　● 對任意版本管理系統(tǒng)開放
　　●MATLAB/Simulink自動生成代碼提高效率
　　●團隊協(xié)作理念
　　●基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)診斷

　　集成自動化如今已成為自動化技術(shù)領(lǐng)域中的一個時髦的詞語，它通常是指能夠在一個獨立的項目中啟動若干軟件工具，因此在行業(yè)中被廣泛提及。然而，對于貝加萊（B&R）來說，它卻意味著完美集成自動化方案的眾多特征之一。貝加萊Automation Studio是如何為一臺機器在其整個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)計裝置進行編程的，這些單獨的電子器件將PC和程序應(yīng)用結(jié)合在了一起，從那時起，自動化行業(yè)中就已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。在傳統(tǒng)的計算機上使用軟件包來對控制器進行簡單設(shè)計已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今的機器設(shè)備的自動化要求。今天，可視化應(yīng)用、驅(qū)動技術(shù)和安全系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代自動化方案中必不可少的組成部分。但是，僅僅將所有這些組件簡單集成在一款工具中并不能為機械設(shè)備制造商提供最好的支持。為了進一步完善集成自動化概念，我們還必須對機械設(shè)備制造領(lǐng)域中出現(xiàn)的以下這些行業(yè)趨勢加以考慮：

　　縮短產(chǎn)品上市時間
　　以技術(shù)為導(dǎo)向的消費市場趨向于擁有越來越快的產(chǎn)品創(chuàng)新周期。針對日益緊迫的技術(shù)創(chuàng)新，機械設(shè)備制造商們必須在更短的時間里完成新機型的開發(fā)和運行。由各自的自動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，避免浪費大量時間。

　　批量大小1 – 針對機器系列
　　一段時間以來，我們始終在觀察機器越來越小批量生產(chǎn)這一趨勢。在這方面，與產(chǎn)品多樣性和個性化有關(guān)的消費市場變化已經(jīng)對機械制造產(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，在機器制造過程中應(yīng)首先針對終端用戶使用自定義選項數(shù)據(jù)包，然后繼續(xù)在終端用戶處進行現(xiàn)場功能擴展以得到更多選項。因此，開發(fā)工具必須能夠有效應(yīng)對所有這些機型變化。當然，面向ERP系統(tǒng)的開放式接口也是必不可少的。

　　機器作為價值創(chuàng)造鏈紐帶
　　僅僅一臺機器－無論它多么靈活－都無法獨立生產(chǎn)出一款完整的產(chǎn)品。一般來說，它只是整個價值創(chuàng)造鏈中的一個環(huán)節(jié)。該價值鏈要么是由機器分別生產(chǎn)的半成品部件所構(gòu)成，要么是通過機器互聯(lián)的一體化設(shè)備生產(chǎn)線所實現(xiàn)。在這種情況下，將機器互聯(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（數(shù)字量或模擬量）實現(xiàn)的，但是今天，現(xiàn)場總線系統(tǒng)為機器高效互聯(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，一款先進的開發(fā)工具必須能夠集成標準化現(xiàn)場總線系統(tǒng)，并且提供多個功能庫來使用私有通信協(xié)議。

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

　　功能列表提升總價值
　　當開發(fā)工具之間進行相互比較的時候，我們關(guān)注的焦點通常集中在個別功能上。與其將討論的重點放在一些毫無意義的功能上，還不如從經(jīng)濟學(xué)角度對開發(fā)工具的“總附加值”進行進一步挖掘。這需要我們考慮到貫穿整個使用過程中的附加值，這樣就為我們開創(chuàng)了一個嶄新的視野：過去的討論僅限于可視化編程方面，而通過現(xiàn)在的方式可以對一臺機器的整個生命周期進行全面考量。因此，Automation Studio的開發(fā)是以支持機械制造商將一個概念變?yōu)楝F(xiàn)實的目標為導(dǎo)向的，覆蓋了機器生命周期中的各個階段。

　　一臺機器的生命周期
　　圖1從自動化廠商角度展現(xiàn)了一臺機器的典型生命周期。整個生命周期被劃分為九個階段，對應(yīng)于開發(fā)工具的潛在支持?！　?/p>

　　圖1 一臺機器的生命周期

　　■  設(shè)計
　　藍色曲線表示傳統(tǒng)開發(fā)工具在設(shè)計階段所能提供的最佳支持。經(jīng)服務(wù)器互聯(lián)的團隊協(xié)作，選擇任意版本管理系統(tǒng)，將機器元件的功能單元分組，通過非硬件組態(tài)進行初步開發(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）?！　?/p>

　　Project Brower

　　圖2 在Automation Studio里，通過項目數(shù)據(jù)庫管理，軟件模型劃分為不同功能塊需求，將任務(wù)分配給不同的團隊成員，每個團隊成員采用開放的格式進行書寫代碼，最終這些代碼將以開放的XML或IEC格式被導(dǎo)入并封裝成一個完整的項目，這樣就構(gòu)成了一個完整的團隊協(xié)作，分布在不同區(qū)域的工程師可以協(xié)同完成這個項目。上圖代表一個項目被劃分為啟動、趨勢圖、報警、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，將這些工具進行無縫連接至關(guān)重要。例如，與MATLAB/Simulink相連能夠完美地實現(xiàn)復(fù)雜模型的正確仿真，隨后的自動代碼生成可以確?？刂破饕材馨凑鎸嵾^程中的要求一樣運行（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，
并為其自動生成代碼，這些代碼可以大大提高開發(fā)的周期。

　　■  制造
　　機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I/O分布進行設(shè)置或修改，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價值。

　　■  調(diào)試
　　基于網(wǎng)絡(luò)的診斷功能更易于在電氣或機械方面對機器進行初步調(diào)試。直到調(diào)試階段的末期才需要軟件開發(fā)人員，這樣可以大大節(jié)省時間和成本（如圖4）。 　　

　　圖4  通過Automation Studio，在機器設(shè)計過程中，通過示波器功能1mS采樣可以實現(xiàn)對驅(qū)動器和電機的
參數(shù)進行實時獲取，通過可視化的界面對其位置、速度、電流等進行檢測，發(fā)現(xiàn)引起機械問題的根源，
可以為機械系統(tǒng)的調(diào)整提供可靠的參考，它大大降低了機械的調(diào)試時間。

　　■  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，沒有平滑信號曲線，因此所有工具必須完全適合運行系統(tǒng)（如圖5）?！　?/p>

　　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用于對離散數(shù)據(jù)進行頻譜分析，例如在梳棉機控制上，當需要檢測紗線的條干均勻度時，
通過檢測反饋的離散值進行區(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)工具的機會也是十分有限的。但是，開發(fā)工具與ERP系統(tǒng)直接相連并激活相應(yīng)的選項套件，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價值（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、成本動態(tài)優(yōu)化
提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并與CRM、SCM、PDM等集成實現(xiàn)集成生產(chǎn)，提升整個生產(chǎn)的運行效率。

　　■  支持&服務(wù)
　　當機器在終端用戶處運行時，過程分析和系統(tǒng)支持有時是維護服務(wù)合同的一部分。為此，您需要使用一款功能強大的開發(fā)工具來完成對機器的遠程維護（如圖7）?！　?/p>

　　圖7   VNC Server則提供了遠程設(shè)備維護的最經(jīng)濟方案，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軟件即可實現(xiàn)對機器的遠程監(jiān)控和操作。

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