智能制造是今天解決我們當下產(chǎn)業(yè)問(wèn)題的一個(gè)方向，也是國家“制造業(yè)2025”規劃的政策所指。然而實(shí)現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)界內部之間的互聯(lián)、跨界的互聯(lián)與集成，這些都預示著(zhù)產(chǎn)業(yè)變化必須以“集成”實(shí)現共同的發(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)現在于“集成”，這些集成包含了設備的智能集成、軟件集成、智慧工廠(chǎng)與大數據、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(shí)代不同于以往，必須有更強的開(kāi)放性，才能滿(mǎn)足設備集成、互聯(lián)的能力，一方面實(shí)現實(shí)時(shí)控制，另一方面給大數據、云平臺提供數據支持，便于人工智能、深度學(xué)習來(lái)進(jìn)行數據應用分析，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OPC UA的支持）

協(xié)同運動(dòng)控制能力（PLCopen協(xié)同運動(dòng)控制

標準的編程確保其開(kāi)放性，IEC61131-3支持

支持仿真能力，如MATLAB/Simulink集成

基于Web的遠程維護與診斷技術(shù)

控制與顯示集成的產(chǎn)品

大塊數據存儲能力

這些，是基礎硬件平臺，無(wú)論對于開(kāi)發(fā)智能機器、產(chǎn)線(xiàn)、工廠(chǎng)的集成而言，這些都是迫切的需求，與傳統的PLC產(chǎn)品不同，今天的控制器對于開(kāi)放的PC技術(shù)、通信技術(shù)必須要有強大的支持能力。

貝加萊是開(kāi)放自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)導企業(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)足對智能時(shí)代集成的完全響應能力。

PLC（X20系列控制器）

PC/Panel PC

集成控制與顯示的HMI

運動(dòng)控制系統(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)面設計、同時(shí)運行RTOS處理高速機器人，CNC等高實(shí)時(shí)性運動(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，但是，通信的集成與商業(yè)系統不同，工業(yè)系統的通信還需要滿(mǎn)足以下一些特性：

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

（2）.安全性需求--里強調的是功能安全(Funtional Safety)，滿(mǎn)足IEC61508、IEC61784,EN13849、ISO 10218機器人安全等。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，這牽扯到異構網(wǎng)絡(luò )里的安全信息集成問(wèn)題。

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

（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的設備描述文件（Device Description）、FDT/DTM等技術(shù)。

（5）.語(yǔ)義互操作需求—對于與MES系統的集成、與大數據平臺、IoT等的集成，語(yǔ)義互操作將會(huì )將不同異構系統進(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(gè)很好的解決方案。

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

與POWERLINK集成，構成一體化通信網(wǎng)絡(luò )；

控制器完全集成集成OPC UA；

openSAFETY與OPC UA集成實(shí)現工廠(chǎng)安全數據交互；

數字化工廠(chǎng)基礎信息模型；

圖3 貝加萊對OPC UA全支持

三、工廠(chǎng)集成的平臺應該有哪些需求？

（1）復雜任務(wù)集成

工廠(chǎng)集成的復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)型的應用集成，分別對應于高級過(guò)程控制/模型預測控制算法的設計能力、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。

（3）開(kāi)放性

由于工廠(chǎng)的復雜性，存在不同時(shí)期、不同廠(chǎng)商，甚至同一廠(chǎng)商內部不同代次的產(chǎn)品，這些復雜的集成對于平臺的開(kāi)放性是一個(gè)挑戰。

（4）魯棒性

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

例：APROL平臺實(shí)現工廠(chǎng)數據采集的架構

圖4 基于A(yíng)PROL構成的工廠(chǎng)數據采集平臺

貝加萊APROL—智慧工廠(chǎng)基礎數據平臺

工廠(chǎng)運營(yíng)維護模塊(EnMon/ConMon、PDA)

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

支持行業(yè)數據集成（OMAC/PackML、FDA Gamp認證...)

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、如何讓智能機器開(kāi)發(fā)更為高效？

智能時(shí)代對于機器的開(kāi)發(fā)將會(huì )有更大的挑戰：

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

（2）更為復雜的IT集成功能，例如：需要開(kāi)放系統來(lái)訪(fǎng)問(wèn)設備的生產(chǎn)數據/信息（當然不能隨意訪(fǎng)問(wèn)控制參數）。

（3）CNC、機器人的集成，由于產(chǎn)線(xiàn)包含了復雜的設備，因此，具有協(xié)同運動(dòng)控制能力。

（4）能源/OEE等與生產(chǎn)運營(yíng)管理相關(guān)的功能。

…..

智能機器開(kāi)發(fā)平臺-mapp

智能制造時(shí)代，機器制造商必須快速開(kāi)發(fā)機器以響應市場(chǎng)的需求，傳統的開(kāi)發(fā)模式會(huì )讓系統處于反復的重復勞動(dòng)，而基于軟件復用與軟件構件技術(shù)的mapp則是解決智能機器開(kāi)發(fā)的利器，mapp完全基于A(yíng)ppStore的思想開(kāi)發(fā)，應用開(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)，貝加萊也提供針對行業(yè)應用Know-How的功能集成，基于Web的遠程訪(fǎng)問(wèn)、診斷、配置與機器維護。

降低研發(fā)周期達到67%

極易使用-快速學(xué)習

基于Web的軟件配置與維護

經(jīng)過(guò)嚴格驗證的代碼

兼容PLCopen Motion、XML...

圖5 mapp技術(shù)實(shí)現原理

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)軟件設計，它將機器的各種功能劃分為機電一體化對象、行業(yè)對象、基礎運行管理對象、基于Web的對象，可以根據不同的機器開(kāi)發(fā)應用以模塊化搭建的方式開(kāi)發(fā)應用，大幅度減少對編程的需求，可以節省2/3的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

圖6 智能制造全集成架構

歡迎參觀(guān)貝加萊展臺—6.1H-B166

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