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从ePLC看OEM行业定制化趋势

http://www.electric.hc360.com2013年04月09日17:54 来源:今日自动化 T|T

    近来,网上关于“下一代PLC发展趋势”的讨论十分热烈。这个诞生近半个世纪的产品已经历了数次变革,如今随着用户需求的驱动以及所面临的更为复杂的控制任务,将再次面临升级考验。在讨论中,大多数网友认为PLC的变革不仅要体现在传统性能与功能的升级,更要体现在产品的平台理念方面,将其价值延伸到整个生命周期之中。

    其实,早在几年前,一些国内外自动化企业便开始尝试在包装、纺织、电梯等OEM行业提出“定制化”的平台理念。通过与OEM行业客户在评估、开发、制造等环节的合作,缩短了OEM产品的开发时间,并降低了成本。在这样的趋势下,OEM行业所应用的PLC产品正在“嵌入”一部分定制化的功能,而ePLC的概念也应运而生,这里的“e”即为“embedded”。顾名思义,ePLC需要的是开放式的软件开发平台和相应的硬件产品。杭州电子科技大学计算机学院教授严义指出,ePLC应该具备如下的基本功能:开发方法使用IEC61131-3的标准5种编程语言,原则上没有限制的硬件扩展,以XML方法开发的统一软件平台,具备用户可自行开发的应用模块。

    对于如今的OEM行业,控制系统的功能越来越强,要求也随之越来越高,产品性价比以及更快面向市场的速度的要求,让越来越多的OEM行业用户走上了“定制化”之路,ePLC的概念也随之向OEM行业逐渐渗透。

    从PLC到ePLC再到iPLC

    在OEM行业,当前的专用系统开发存在诸多问题,极为突出的是C语言或汇编对开发人员的要求非常高,人数众多,成本相应增加,此外由于产品的继承性比较差,人员流动直接对公司造成极大的风险。而ePLC恰恰解决了这样的棘手问题,严义认为ePLC就是结合了专用控制器与PLC的开发手段,在硬件上可任意扩展,不受限制;软件上同样可以任意扩展,开放安全,最为重要的是平台开发的特征直接降低了公司由于编程人员流动造成的损失。

    当然,这样一个开放平台的作用不仅是保护公司资产,更能帮助客户更快地开发其产品,进而为用户带来实际的效益。PLCopen中国组织主席彭瑜教授认为,对于大多数中国本土的OEM制造业企业来说,产品设计前期的工作的专业性非常强,如果没有足够的技术支撑,产品开发很难持续下去。而为客户提供一个开放式的平台,就大大解决了客户的燃眉之急。

    随着ePLC的深入发展,智能化与安全性能的需求也在逐渐增强。特别是“智能制造”这个概念在国内普及开来的同时,iPLC的概念也逐渐进入人们的视野。严义向记者解释道:“从广义上来说,iPLC就是具有智能算法的PLC;从狭义上来讲,iPLC应该具备视觉、运动控制、智能算法、机器手等方面的多种功能。”以机器人生产为例,PLC的对接是发展的方向,此外,运动控制也是非常重要的一环。目前,大部分PLC的运动控制功能都比较弱,反馈功能弱、定位精度低,因此,运动控制技术的改善也在推动iPLC的发展。在产品安全方面,具有安全功能的PLC产品层出不穷,具有安全功能的开发平台也相应成熟。据严义介绍,安全PLC的本质是降低PLC系统的失效率以及失效后避免引起人身伤害和财产损失,以达到被控设备安全运行的目的。同时,他指出,安全PLC并不应该单纯为了通过相关认证,而是要作为提高产品安全性的手段。

    “软”实力带来的机遇

    随着硬件元器件可靠性的增强,成本的逐年下降,硬件冗余已被广泛理解和应用,越来越成熟的硬件设计已经能够满足各种预定的要求。但是即使硬件可靠性水平不太高,人们也难以在设计软件时能够确保完全满足预定的要求。同时,随着对软件的依赖越来越大,包括从控制系统到安全系统,从单独的系统再到复杂的集成系统,在实际工作中的体现就是,软件和人为因素造成的失效、事故导致停机事故的比重越来越大。

    有统计显示,自动化系统中软件开发的成本逐年上升,在1980-2010年的30年间,软件成本由10%增至40%,机械成本却由80%下降至35%。彭瑜认为,在工业控制领域,软件设计的工程化必须在其全生命周期完善实施,包括从设计阶段、仿真阶段、程序编制阶段、现场调试阶段一直到运行与维护阶段。

    传统的PLC编程语言最常用的是没有结构化,不能定义数据类型的梯形图语言,对于PLC使用者来说,除了可能过编制程序来控制外,输入采样、输出配置和PLC例行程序均是不可见、不可控的。彭瑜介绍,采用了IEC61131-3软件模型,就大大解决了这些问题。各大自动化企业也在利用软件来打造“软实力”。贝加莱“AutomationStudio”作为统一的开发平台,以开放的接口技术、软件的模块化以及行业库的支撑与相关经验,为OEM行业客户带来了具有竞争实力的软件解决方案。

    行业渗透进行时

    尽管目前ePLC产品并没有形成一定规模的产业,但是严义认为,推动ePLC理念的过程也是一个产业链完善的过程。“我们希望找到更多这条产业链上的应用厂商、生产厂商、销售厂商等等,一起来推动ePLC理念与相关产品的发展。”据了解,严义与他的技术团队已经启动了在几大重点行业的推广计划。

    “在电梯行业,关于控制系统的强制性安全标准已经开始执行,安全认证工作今年也即将开始强制执行。这就要求电梯制造企业转变开发模式,”严义介绍道,“构件化和建模方式开发更加适合这样的模式,而我们提供的开发平台正是符合这种形式的。”适合这种“老行业开新花”模式的行业其实还有很多,严义透露,接下来,塑机行业将会是他与团队重点开发并建立合作的重要领域之一。

    说到产业化,严义认为,随着技术的强大与成熟,行业的道路自然会随之拓宽。当然,他也指出,跟一线企业的对接十分重要。“我们现在有意识地在和各个OEM行业的大型企业进行沟通,主要是因为大企业普遍具备战略性的思路与眼光,此外,大企业在同行业内的影响力也会进一步推动相关理念的认知。”

    据严义介绍,目前他正与电梯业内一家大型企业进行合作,“由于我们的技术非常新颖,技术含量也很高,在国家相关认证标准出台后,该企业可以直接把我们的合作成果拿去申请国家科技进步奖。”当然,合作不只意味着“共赢”,也意味着新理念的传播与技术的推进。“比如现在我们在开发安全PLC的新模块,我就提出了这样一个概念,安全认证是非常重要的,但是实现安全不能光靠认证,这是靠理念改变出来的。产品从设计到生产要有这个理念,至于认证标准,应该是后续考虑的问题。”严义说到。

    平台开发和不断完善、良好的技术服务支持是ePLC带来的巨大优势,但是硬件系统设计、应用项目开发以及对被控设备的熟悉程度也是非常关键的问题。也就是说,必须要从内核级掌握核心技术,此外价格也要考虑到国内企业的承受能力,这样ePLC产品才能在OEM行业取得更持续、更健康的发展。    

责任编辑:陈虹

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