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自动控制技术

新2皇冠自动化是一个有核心技术的行业吗?大家

作者:admin 发布时间:2020-03-22 22:02

  云云的标题会很容易激发争议,由于牵涉到同行内的产物技能,此文纯属筹议,我也不是那么深切解析同行的产物技能为了避免被追溯法令职守,我决心一概授予“正能量“。

  高端是一个很蓄意思的词人人都爱好用,然而,自愿化自己只是一个“行使型“行业,产物技能更众是”集成“-比如,芯片、传感器都是来自跨周围,那么正在某种旨趣上,自愿化是一个有主题技能的行业吗?大师能分出差别吗?大师正在一个公然的商场采购元器件、运用Open的软件,那么自愿化的高端用什么来外示的呢?

  自愿化是一个行使行业,则客户的需求才是决心行业位子的真正力气,通盘自以为是高端的产物、技能、公司都必需领受最厉苛的财产行使挑拨,正在最厉苛的客户也即财产里最顶级的客户那里得回支撑的技能说高端,任何号称的高端都是没蓄意义的。

  倘若简单的讲PLC的职能、效力进队伍项比拟,是无法反应高端PLC的全貌的,只可正在局限看PLC,而必需纠合财产需求、高端PLC厂商的产物打算架构与理念等来归纳考量。

  PLC本来只是统制的一局部,主题正在统制,图1就显现了统制的繁荣历程,当然,PLC曾经延长到带有总线、及时以太网、新闻集成的各个阶段了、PLC与PC正在调解。

  为了筹议简单,咱们没需要筹议行业的确行使,不然题目变得繁复,且涉及了区别公司的贸易秘密客户材料。

  此日,PLC曾经不应当去比拟谁的CPU践诺速率更速?比拟谁的存储更大?谁能带的I/O点更众?也许用什么编程道话?PLC行为工业统制的主题产物,其曾经形成了良众转变,这所有要归因于IT技能带来的革命。

  存储越来越低廉况且越来越大,使得你正在PLC上可能存储大方的及时数据,而CPU则越来越速,以前那些办理不了的题目正正在被轻松办理,而显示屏也越来越众样和丰裕,硬件的需求越来越高速,然而,规范化和通用化是异日的趋向,于是,角逐曾经不正在硬件自己。职能决心所有的时期即将过去。

  效力时期曾经到来,这就包含了运动统制、太平、液压,机械人、CNC、及时通讯、FDT、无线以太网、GPRS等都正在普及的排泄到统制中,PLC要变得特别绽放技能正在异日的角逐中保存。

  PC技能的普及行使使得统制器的能量无尽增加,而丰裕的软件行使也让CPU必需更速,更强,IT技能供给了这所有,Intel架构的嵌入式CPU曾经被普及行使于工业统制,而PAC,PCC,PLC,PC,DCS,SCADA这些观点正正在彼此调解,而且慢慢的与GIS、SQL Server等专业技能彼此接口调解,统制技能正正在组成一个集成的集体,单个的PLC或者PC曾经正在扫数统制行使的需求中变得扁平,鸿沟也起首隐隐,专用统制器,通用统制器的观点也起首隐隐,宇宙正正在走向调解。

  1.1 使得硬件特别通用化-跟着IT技能的繁荣,CPU的治理才略、通讯速率(以太网技能)、存储及扩展才略、软件效力块(OPC)、诊断与庇护才略(基于IT技能的庇护)才略和显示才略都获得了大幅度的进步,而且,IT技能的繁荣也导致了硬件本钱的不绝低落,而且,IT的角逐使得芯片更容易获取,而本钱却更低。

  1.2 规范化与模块化打算-为了低落体系的坐褥与制作本钱,PLC产物不绝的走向模块化与规范化打算。

  于是,繁荣邦产PLC产物要时间体贴IT技能看待自愿化的繁荣的推进,体贴IT技能怎样被集成到自愿化技能中。

  无论是PLC,PCC,PAC技能,其繁荣方针均是为了餍足更为繁复的机械与坐褥现场的统制需求,散布式谋划看待总线提出新的需求,坐褥集成看待软件SCADA和DCS的需求不绝推广,PLC将正在这里担负更众的效力。

  PLC最初的行使重要为了逻辑统制而开采,而跟着IT技能、通讯技能、传感器技能以及坐褥拘束看待现场数据的需求,为了跟踪坐褥历程,剖释工艺和质料的影响身分,看待现场数据的需求不绝进步,看待处境和太平的需求也带来了太平技能的繁荣,这些影响了PLC看待统制的央求:

  2.1 繁复的算法打算:此日正在机械统制周围曾经有些雷同于历程统制周围的PID安排、工艺算法打算(套色、张力、称重、牵伸、放卷、收卷)等需求PLC具有超强的算法打算和治理才略,比如:B&R的PCC就可能采用C,C++编程,这看待繁复算法打算更为容易,而Bachmann的PLC则可能基于C,C++,Java编程,SoftPLC的SoftPLC则也可能基于Java编程。

  2.2 运动统制:因为以前的机械上,运动统制践诺件较少,凡是都采用专用的运动统制器,而现正在的运动统制行使更为普及,正在各个机器制作周围,以及制纸、啤酒坐褥线、烟草等周围都有更为普及的行使,而这看待运动统制如电子齿轮、电子凸轮、定位统制有了更众的央求,如SIEMENS的T-CPU系列即可完毕运动统制工作的治理,而B&R的PCC则可能直接通过总线统制伺服驱动器达成各类运动统制的算法。

  2.4 CNC与机械人:古代旨趣的机械人与CNC凡是采用专用体系,由于这些体系需求是更为繁复的道途筹办与矩阵转换,这就使得PLC无法餍足而采用了专用的体系,早正在1997年,B&R正在其PLC中可能集成CNC,并正在2006年起首集成机械人库。

  3.1 软件的繁荣-因为硬件的通用化和规范化低落了体系的本钱,而为了寻求差别化角逐力,高端PLC将防备力更众的凑集到了软件效力与行业行使库的开采上,更为细分的商场使得行使的差别化成为了角逐的利器。

  基于总线的统制技能,高端的PLC具有丰裕的总线接口支撑才略,总线式联贯带来了以下少许好处:

  1.1 总线联贯省略了电缆的数目:通过总线联贯的散布式I/O站,省略了为了联贯到主题统制单位的接线 使得统制更为天真:总线使得散布式统制获得了达成,看待散布式统制体系而言,总线是不行或缺的构成局部。

  1.3 使得机械打算更为天真-正在OEM机器制作中,总线使得机器的模块化打算成为恐怕,每个独立的机器单位带有当地独立的统制器,通过总线达成扫数坐褥线的集成,而这些仅仅需求通讯电缆的联贯即可。

  古代的现场总线包含Profibus, CANopen, CC-link, FF ,HSE,DeviceNet, Modbus等,有众少个自愿化厂商就有众少个总线,各类总线界说了区别的行使层答应和行规(Profile),这些总线之间不行互联,或者为了互联而需求推广特殊的互换与网闭兴办。

  A.它速率更高-100Mbps的数据传输餍足了视频数据、视觉识别、图像治理等工业数据传输的行使;

  C.它本钱低-因为大方的规范行使,Ethernet的数据电缆价值、芯片价值都大幅度低落,使得它成为价值低廉的技能被普及运用。

  目前,Ethernet技能曾经正在各个自愿化厂商的产物包含PLC、HMI、传感器、安举座系、DCS中获得了普及的行使,是繁荣最为速速的技能。

  Ethernet技能的繁荣带来了云云众的好处,然而看待机械人、CNC、运动统制和Safety技能周围,Ethernet数据互换的不确定性是一个重大的困苦,于是,各个公司又正在以太网技能根柢上开采了及时以太网,以餍足看待及时性更为苛刻的需求,凡是咱们将数据革新速率正在uS级、同步精度正在0.1uS的以太网称为及时以太网。

  A.Ethernet POWERLINK技能 这个是最早的及时以太网技能,早正在2001年,始创公司B&R就开采了这一技能并参加运用,它采用轮询机制来实行数据互换的拘束,由一个MN(主节点)调整年华片给每个CN(从节点),可能到达的革新速率为100uS,其物理介质采用餍足IEEE802.3楷模的物理层,其行使层则采用CANopen的Profile,目前它是自愿化业界独一的开源技能Open Source Technology。支撑该总线的包含ABB,Schneider和LENZE,Baldor以及少许运动统制体系厂商。

  B.SERCOSIII 正在Rexroth公司1994年开采的SERCOS现场总线根柢上繁荣起来的以太网技能,其同样轮询格式的拘束机制,可能到达100Mbps的传输速率,uS级的革新周期,目前包含Rockwell AB、Schneider少许自愿化公司支撑该总线。

  C.Profinet 由SIEMENS开采并参加运用的及时以太网技能,然而,其众个版本中目前ProfiNet和ProfiNet RT曾经可能运用,而其基于ASIC技能的硬件及时的ProfiNet IRT尚未有齐全推出,IRT可达成uS级的数据革新,高时钟同步。

  D.EtherCAT 基于集束帧的格式传输的及时以太网,其主站是规范以太网,然而从站非规范以太网,采用ASIC达成,可达成100uS的数据革新。

  是否具备无缺的开采平台和库的移用,是其能否完毕机械统制、工场兴办集成的环节,倘若没有强壮的开采平台,则无法完毕繁复统制工作的软件体系修筑。

  除了常用的梯形图、指令外、组织文本,少许PLC支撑繁复的算法打算的高级道话,如B&R支撑C,C++,C#的编程,Bachmann的PLC支撑C++,Java,SoftPLC也支撑Java编程,由于其自己有操作体系,可运转编译体系和Java虚拟主机。

  用具而非平台,这个观点正声明PLC正正在转变,曾经不行用用具来浅易描绘,由于,不光仅是一个开采用具,它蕴涵了越来越众的效力。

  与古代PLC区别的是,此日基于PC的统制、PAC、PCC曾经因为其所运转的操作体系平台的区别而形成了才略的重大差别,操作体系使得良众丰裕的IT-Based软件可能运转其上,大大的丰裕了PLC产物的软件运转处境和支撑库的数目。

  为了达成针对Logic和Motion,Safety的编程团结,PLCopen规范化了少许次第接口,这些软件模块的移用可能达成少许浅易的统制需求,然而,这远远不敷,还需求也许自界说库的支撑,比如针对区别行业的需求而形成的行使软件包-这些组成了其自己的主题角逐力。

  稠密的欧美高端PLC厂商均推出Safety PLC,屈从IEC61508规范楷模,由TUV和TUV南德意志认证并曾经起首参加运用有以下少许模范的。

  2.1进初学槛:倘若中邦的自愿化产物需求进入欧美商场,以及正在少许对太平性有需求的核电、机械统制、石化周围行使的话,异日需求开采餍足邦际规范IEC61508,61511的太平规范产物。

  2.2计谋央求:越来越器重人的人命与太平的央求正在异日势必正在政府的强制性央求中外示。

  MATLAB/Simulink是普及行使于科研周围的工程开采与仿真平台,通过基于筑模的开采形式,可能低落扫数体系研发的本钱,越发是正在航空航天、新2皇冠高铁、汽车制作、筑设工程、电力等周围的体系仿真,可能大方省俭项方针测试本钱。

  2008年B&R与Rockwell AB即与Mathworks互助,通过开采数据接口,MATLAB/Simulink仿真后自愿天生的C代码可能正在这两家公司的CPU上直接运转,可能达成硬件再环测试(Hardware In the Loop),目前这一技能曾经正在风力发电行业获得了行使,B&R为风力发电开采的体系即采用MATLAB/Simulink仿真然子息码运转到CPU上,也包含防摇算法、机械人惯量前馈等行使。

  2010年 Mathworks又一直由此延长开采了餍足IEC61131-3的代码,包含ST的支撑,SIEMENES起首对此的支撑,这使得PLC可能直接获取这些代码并运转,这可能大大低落开采用度,其余,正在风力发电周围的著名统制器厂商Bachmann、Phoenix、Beckhoff也也许与SIMULINK相纠合,达成风电主控统制等。

  集成工程平台正正在成为一种潮水,各个自愿化厂商正正在向着这个对象繁荣,这外示了几个方面的上风:

  代外的是集体计划供给才略-高端PLC产物的供给商也许完毕体系的集成才略,比如:其有PLC技能、HMI技能、Motion技能、传感器技能、总线技能,这些体系的集成使得它也许牢牢的驾驭客户,从而得回高度的客户虔诚度。

  相应的,邦产的自愿化厂商现正在还不行供给无缺的平台,由于,PLC厂商往往没有运动统制,变频器的不作PLC,做伺服的不做变频器,也便是尚未变成一个也许供给真正集体办理计划的厂商。

  倘若无法供给集体的硬件平台和软件开采的高度集成性,那么”TotalSolution”就成为空论,邦产的自愿化厂商要繁荣就得往集成对象去走,不然的话,倘若只要PLC而没有其它配套的体系组件,则仍旧无法加强扫数商场。

  大师都说异日是供职的角逐,而软件平台则是供职的利器,也许供给全产物人命周期PLC(ProductLife Cycle的供职才略,集成化的工程平台便是必需的,不光包含编程,也包含仿真、测试、庇护、诊断等效力。

  为了进步包装机器与机床等机械的统制体系同等性操作设置了OMAC构制,由End User里的代外厂商如波音飞机、P&G、SAB等构成了该邦际构制,力求扩大团结的机械操作与统制的规范,而稠密的技能供给者也深切个中,成为异日技能规范的制订者。

  包含Rexroth,B&R,KEBA,SIEMENS等均支撑该库以得回正在该周围的行使支撑。

  为了也许达成与上位SCADA以及拘束层的ERP体系的联贯,由Microsoft等与自愿化厂商配合开采了针对区别的PLC联贯的OPC Server来确保与拘束体系的联贯。

  自愿化正在各个行使周围与自己的规范方面,邦际著名厂商都踊跃参预个中,并正在规范上领先邦内厂商,况且,这些规范正正在被踊跃的践诺。


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