如何让自动化领域更快地拥抱新技术?如何让用户自由便捷的使用数据,让用户根据价值选择供应商和合作伙伴,打破供应商的技术壁垒?如何真正让用户实现高效与便捷的数字化工程应用?施耐德电气日前公布了开放自动化愿景,并首次推出以软件为中心的全新工业自动化系统EcoStruxure开放自动化平台(EcoStruxure™ Automation Expert),呼吁整个行业的工业用户、厂商、原始设备制造商、系统集成商和总包商(EPC)来拥抱开放自动化,加速IT与OT融合,通过在互联互通的产品,边缘控制,应用、分析和服务三个层面的创新,帮助工业领域用户实现能效与运营水平的全面优化。
施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人庞邢健
开放自动化是由基于IEC61499标准的“即插即生产”自动化软件组件而组成的系统,它通过一种行之有效的方式来解决客户遇到的特定问题。在自动化层采用基于IEC61499的标准,将为整个行业的发展和升级创造无限机遇。施耐德电气认为,通过大幅扩展基于IEC61131的现有系统功能,并采用应用商店模式售卖自动化软件组件。此外,随着效益逐渐显现,其他厂商将采用开放自动化方法,形成协同创新的生态圈,为最终用户提供更加具有竞争力的产品。
推进开放标准 实践价值提升
IEC61499是把工业开放互联推向新高度的重要技术之一。PLCopen中国组织名誉主席、中国智能制造综合标准化工作组专家彭瑜表示,当前正是IEC61499技术发展的关键期。一方面,开放互联应用的工业场景正逐渐形成,让创新实践具备了基础条件;另一方面,IEC61499以事件驱动的机制,从技术上更好的保证了IT与OT的融合应用。2016年之后,工业界对于全开放控制系统的呼吁和诉求也日益强烈,在美国,由最终用户倡议并积极组织开展针对流程工业的下一代开放自动化系统(OPA)的标准化活动。在意大利,发起了面向中小型制造业Daedalus项目,积极开拓和尝试将分布式智能控制。Daedalus是基于IEC 61499的分布式控制和仿真平台,得到欧洲地平线2020计划的支持。这个由意大利米兰的Sysnesis财团创立的欧洲IEC 61499能力中心正在开发的CPS产品技术,目标是为泛欧洲中小企业创新服务,瑞士、瑞典与西班牙等也参与。二者在未来开放自动化的方向上形成了互补的局面,虽各有侧重和所长,但都基于对IEC61499的重视与实践。
IEC61499的开放性价值主要体现在移植性、互操作性和可配置性三方面。其中,移植性是指一个软件工具能接受和正确解释由另一个软件工具编写的软件部件和系统组态;互操作性是指嵌入式设备能与其他设备一起运行操作,执行并完成分布式应用程序所需要的功能;可配置性是指任意设备及其配备的软件部件能被软件工具与多个供应商提供的设备及其配备软件进行配置。随着技术的成熟,IEC61499的价值得以凸显,实现了不同供应商之间软件对硬件的移植性、可配置性和互操作性的问题,从而使软件与硬件解耦。同时通过适当地调配和组合基于时间扫描的机制和基于事件的机制,可以方便地使自动化系统采用来自IT领域的最佳实践,易于与企业的管理系统接口。
施耐德电气是IEC61499技术的重要推进者与实践者,通过提供软、硬件产品部件,参与埃克斯美孚所建立的系统集成实验室,开展开放自动化的验证工作,并探索关键技术的可行性。此外,施耐德电气针对IEC61499技术的研发也取得了阶段性成果。施耐德电气产品解决方案及维护部的技术专家在研讨会现场,以实际奶油生产线控制为例,解读IEC61499的创新价值。该产线包含七个子工艺段,首先是牛奶的储存,然后通过巴氏消毒,通过奶油分离器,分离成脱脂牛奶以及奶油,通过包装最后通过传输进行产品的储存。控制系统包括 M580过程控制器、M251机器控制器、LMC运动控制器 、ATV变频器和IPC等,通过IEC61499技术构建开放控制平台,实现高效设计、一间互联、灵活部署、方便诊断、简单扩展和轻松推送等重点价值提升。
EcoStruxure开放自动化平台(EcoStruxure™ Automation Expert)
引领技术创新 驱动数字变革
当数据集成已成为现实,开放性的数据分析与处理能力就显得尤为重要。施耐德电气推出的EcoStruxure开放自动化平台能够实现开放自动化的愿景。这是一款基于IEC61499标准的开放自动化产品,将开创软件驱动自动化、支持互操作的工业自动化新时代,使自动化应用程序能够使用以资产为中心、可移植、经验证的软件组件来构建,而无需依赖底层硬件基础设施。此外,用户可将应用程序分发到所选的任何支持IEC 61499标准的系统硬件架构(高度分布式、集中式或两者兼具),无需额外的编程工作。同时,可支持已获验证的软件最佳实践,从而简化与IT系统互操作的自动化应用程序的创建过程。
利用IEC61499面向对象的特性,该系统将实时控制功能与人机界面等其他方面相结合,并使用被称为“复合自动化类型(CAT)”的软件组件对资产进行建模。这种以资产为中心的方法可将成本和性能改善至前所未有的水平,并消除各类工具的重复任务,使工程师得以解放,以便他们更好地进行创新。相较于当今自动化系统的基准,EcoStruxure开放自动化平台执行传统自动化任务所需的时间缩短了2至7倍。EcoStruxure开放自动化平台支持主流IT最佳实践,使用预测性维护、数字孪生等先进技术,可在资产效率和劳动力效率上实现阶跃式提升。此外,通过将传统系统与“沉淀和再利用”的方法相结合,该系统可降低总拥有成本。
EcoStruxure开放自动化平台支持传统的自动化平台,如Modicon™ PLC、Altivar™变频器和PC。首次实现了复杂的多驱动控制算法可以编程并分配到驱动控制器。此外,它还包括一款虚拟化软件控制器,运行在安装了Docker®的Linux容器中,来支持跨边缘计算架构的分布式信息和控制系统。
施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人庞邢健指出,技术创新源于市场需求,当前中国制造业对于精准、效率与便捷应用的需求日益迫切,以IT与OT融合为特征,深度挖掘数据价值,市场对于开放性的要求不断提升,跨品牌的硬件产品互联和对不同通信协议的支持正改变着以往厂商以硬件绑定客户的市场格局。模块化硬件平台,以软件定义自动化功能已然成为大势所趋。为了充分实现第四次工业革命的愿景,需要重新设想技术模型,将平台开放,将软件与硬件解耦,并从根本上提高系统的敏捷性和可扩展性。作为自动化领域数字化转型的引领者,施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台,遵循开放性标准,通过对自动化系统的颠覆性创新,让软件与硬件相互独立,突破传统自动化的技术与工程局限,让用户真正感受到开放自动化带来的卓越价值。
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