關乎產品戰略，不得不慎

　　機器與裝備
，作為一個複雜的機電一體化對象。有些行業如印刷
、紡織經曆上百年的發展，而新興的電子半導體也有數十年的曆史
，他們正在不斷的走向自動化、智能化，這使得機器的控製係統在其中的重要性不斷提升。並且，今天
，領先的機器製造商所采取的更多是將工藝Know-Howyiruanjianxingshifengzhuang，qichayihuajingzhengliyeduolaiziyuruanjiandenengli。zhegeshihou，zuoweikongzhixitongjiubiranchengweilezhuangbeizhizaoqiyedechanpinzhanlvedeshishiguanjian

，zhezhanlveguanhuchangqidefazhan。

　　因此
，需要謹慎的評估合作夥伴—係統，它不同於組件的選擇
，可以通過數據表對比即可
，而係統它本身的特點就是具有係統性、全局性、整zheng合he性xing。因yin此ci，控kong製zhi係xi統tong合he作zuo夥huo伴ban會hui成cheng為wei一yi種zhong戰zhan略lve性xing資zi源yuan引yin入ru，幫bang助zhu企qi業ye推tui進jin產chan品pin戰zhan略lve的de升sheng級ji
，因yin此ci，選xuan擇ze的de是shi一yi個ge夥huo伴ban，而er不bu僅jin僅jin是shi個ge供gong應ying商shang。

　　應避免數據表的對比

　　用一些性能參數來對比，似乎是客觀的
，但是
，其實
，這是純粹的硬件思維，而不是全局的思維
，“局部數據強完全不代表全局最優”。對於機器製造商而言，控製係統選擇

，應該避免對於傳統遺留的問題，這包括幾個常見的問題：

　　(1).用過去的產品結構來思考今天的問題：就像PLC一直被分為大型/中型/小型的局限，實際上，這種分類方法僅存在於對I/O處理能力的考慮
，而對於機器控製來說
，I/O處理響應並不高
，真正要求高的是運動控製、機器人
、CNC類的任務，這個與30年前比較PLC的I/O容量時代已經發生了很大的變化（2）.避免用單步指令執行來考量性能，因為這是早期PLC硬件執行任務的指標，而基於分時多任務操作係統，並不采用這一指標，因為有了RTOS的任務調度、時間片劃分機製
，是以任務周期作為指標的；（3）.係統的速度取決於最短那塊板，有些廠商過分誇大通信任務的響應能力—但是卻掩蓋了其網絡架構帶來的同步在數個周期才能完成-逼不得已的快這個事實。還有一個問題在於，係統的性能往往受到最短那塊板影響
，也即，最優的係統是控製、通信、運動控製任務周期保持一致。

　　這種基於產品DataSheet的比較分析，對於決定機器與裝備這類產品戰略性決策來說，絕非好的策略。

　　硬件已經不是障礙-軟件競爭力

　　隨著IC技術、存儲、tongxindengjishudejinbu，kongzhixitongyiranbucunzaiyingjianpingjingzheyangdewenti。lingwai，youyuzidonghuachangshangdoutigongkuanfanweidechanpinxiangongxuanze，zaizhegeyiyishang
，yingjianzhishigenjuxuyaoxuanzedewenti。

表1-多種應用場景匹配的控製器組合

　　就像貝加萊的控製係統，其實在X20係列就包含了像中小型機器所需的緊湊型PLC，以及特別適合於機器製造業的Power Panel係列的HMI和PLC融合產品—這個在機器製造業非常受歡迎
，在於它結構簡單，穩定可靠（省略掉了PLC與HMI的通信-采用連接器的高可靠連接）。以及PC和Panel PC，包括麵向工程機械的X90係列控製器，以及麵向工廠的ARPOL DCS和SCDA係統。

　　這些控製器的自身的RAM都是在MB-GB級，而可擴展的CF卡可以達到百GB/TB級
，而通信也包括了POWERLINK


、TSN實時以太網和標準千兆以太網通信能力。

　　任務等級從100μS到10mS不等，因此，它不存在一種PLC不能勝任
，而是配置出你需要的最合適的硬件係統。

　　係統選擇的幾個重要維度

　　根據與機器製造商多年的合作
，我們可以從幾個方麵考慮係統評價體係，全麵的看待合作應該有些考量：

圖1-控製係統夥伴的幾個考量因素

　　穩定與可靠的係統

　　這對於製造業而言
，是一種基準線，穩定與可靠主要在於它是否經過大量的“驗證”—即

，在這個領域或相關領域已經有多少機器被發往現場

，這個現場包括全球的製造商用戶。

　　因為除了硬件的可靠穩定外
，軟件的穩定與可靠同樣重要

，這有賴於對標準化的模塊使用，例如采用PLCopen、IEC61131-3的編程，以及經過大量軟件工程測試驗證的可靠軟件。

　　工業領域的軟件，依賴於高水平的軟件規劃與架構，以及工程師的工程能力，而這方麵的夥伴專業性必須予以考慮。

　　開放性
，為機器創新提供支撐

　　對於機器製造商而言，係統的開放性主要對於機器的幾個方麵有影響：

　　（1）.自己開發的工藝Know-How的de封feng裝zhuang
，比bi較jiao封feng閉bi的de係xi統tong往wang往wang會hui缺que乏fa讓rang機ji器qi製zhi造zao商shang自zi主zhu編bian寫xie可ke用yong模mo塊kuai的de能neng力li，包bao括kuo對dui高gao級ji語yu言yan的de支zhi持chi，這zhe些xie都dou會hui導dao致zhi機ji器qi製zhi造zao商shang自zi主zhu創chuang新xin的de實shi現xian無wu法fa被bei有you效xiao執zhi行xing。如ru圖tu2，貝加萊的軟件包括了mapp-提高開發速度的通用軟件，以及機器製造商Know-How封裝的C/ST/C++自定義庫，通過建模仿真來開發的自主工藝建模軟件。

圖2-開放的軟件體係

　　（2）.與第三方工程軟件的連接

　　因為這牽扯到機械係統設計時的一些模型
，以及這些模型與控製係統的協同仿真問題

，比較常見的如MATLAB/Simulink
、MapleSim、IndustrialPhysics這些。通過FMU/FMI也可以與更多Modelica組織的軟件進行協作。

圖3-開放的軟件連接

　　（3）.開放性也同樣是總線的支持能力：圖X顯示了貝加萊一個控製器除了標配的通信，還可以通過插槽、與I/O同尺寸槽位的通信模塊（CNA,IO-Link,RS485）來擴展。

圖4-開放的總線支持能力

　　可擴展性-機器的靈活性

　　可擴展性在幾個方麵：

　　（1）硬件可擴展性,包括模塊化—這個在自動化行業已經普遍實現，熱插拔的支持、總線支持能力；

　　（2）軟件可擴展性：這主要體現在軟件與硬件的獨立性
，例如在貝加萊PLC上的程序

，它可以運行在Power Panel係列，也可以運行在APC和Panel PC上，這就是軟件在硬件平台上的可擴展性，另一個方麵的可擴展性也指版本的兼容性問題。

　　長周期的交付與服務支撐能力，考慮到機器往往需要運行10年甚至更久的時間，因此
，程序的兼容性
，即便更換到新的係統上，也需要保持它的可移植性也是必須予以考慮的。

圖5-長期可用性

　　如圖5所示

，從90年代的2000係列到今天的X20係列（也經曆了Pentium/Atom/Core i係列多個階段的CPU等級），貝加萊的Automation Studio一直能夠為其提供技術的服務支撐

，確保版本的兼容，以及程序的可移植性。

　　（3）.機器的數字化能力-可持續性發展架構

　　機(ji)器(qi)的(de)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)，包(bao)括(kuo)機(ji)器(qi)的(de)長(chang)期(qi)可(ke)用(yong)性(xing)
，在(zai)較(jiao)長(chang)的(de)時(shi)間(jian)

，你(ni)不(bu)能(neng)讓(rang)係(xi)統(tong)落(luo)後(hou)，這(zhe)樣(yang)最(zui)大(da)的(de)避(bi)免(mian)過(guo)幾(ji)年(nian)後(hou)，你(ni)的(de)係(xi)統(tong)被(bei)淘(tao)汰(tai)了(le)，而(er)新(xin)的(de)係(xi)統(tong)無(wu)法(fa)與(yu)原(yuan)有(you)係(xi)統(tong)兼(jian)容(rong)。像(xiang)圖(tu)6-貝加萊采用的通用計算架構的控製器

，基於Hypervisor的PC，運行通用操作係統（Windows/Linux）和實時操作係統於不同的CPU核。

　　它可以實現雲端的模型訓練，本地的計算推理這樣的AI應用架構
，也可以直接控製驅動與電機、I/O實時控製任務。確保在自動化基礎應用與擴展的智能化應用中得到兼容。

圖6-麵向未來的架構

　　開放架構的好處就在於此
，它采用了通用的芯片
、網絡通信架構、計算、雲平台的連接能力，這確保在較長的時間裏，機器都能保持可持續性的發展能力。

　　集成性-最優係統設計與工程效率

　　機器是一個機械-電氣-軟件一體化的係統
，因此，它必須是一個整體來考慮
，這裏包含了幾個方麵的問題：

　　（1）.集成架構利於內部最優：通tong過guo不bu同tong的de分fen立li組zu件jian拚pin裝zhuang的de係xi統tong
，最zui大da的de問wen題ti就jiu在zai於yu它ta無wu法fa發fa揮hui每mei個ge組zu件jian的de最zui大da性xing能neng
，另ling外wai，在zai接jie口kou處chu往wang往wang存cun在zai不bu穩wen定ding性xing，而er且qie在zai軟ruan件jian實shi現xian方fang麵mian，也ye通tong常chang會hui需xu要yao多duo個ge軟ruan件jian的de配pei合he，這zhe需xu要yao工gong程cheng師shi掌zhang握wo多duo個ge軟ruan件jian，並bing在zai其qi間jian進jin行xing切qie換huan。

圖7-集成開發平台提升工程效率

　　（2）集成開發平台-提升工程效率

　　像Automation Studio
，作為一個平台，它可以為機器的持續創新提供長期支撐，這個已經在商業運行25年的平台架構依舊保持著強的擴展能力，包括與最新的智能型開發。

　　集成，在於對象和流程兩個維度，如圖7所示。對於複雜變化的機器產品類管理，包括軟件版本控製、複用的軟件組件（Component-Based Development）、由廠商提供的mapp組件，這些都是提升機器開發效率
、並確保長期投資安全的集成性。

　　隨著軟件的複雜性提高，在軟件方麵的工程師資源
、測試驗證工時都是巨大的，因此，提升工程效率需要較好的工具平台

，正所謂“工欲善其事必先利其器”。

　　（3）.巧用架構，四兩撥千斤

　　控製係統的架構設計也很關鍵
，其實，集成架構
，就使得係統更為簡潔，進而降低不必要的連接和額外的軟件測試成本。

圖8-ACOPOS伺服驅動直接的編碼器輸入

　　在傳統的伺服電子凸輪裁切中，需要裁切軸跟隨外接的測量材料速度的編碼器，PLC+運動控製模塊的架構往往將編碼器接入到I/O測。如圖8所示，貝加萊的ACOPOS係列則直接接入到伺服驅動器的插槽中，這樣直接的計算就會獲得更快的響應能力，確保裁切的精度。

　　還hai有you一yi些xie情qing況kuang
，就jiu像xiang機ji器qi的de網wang絡luo采cai用yong集ji中zhong式shi網wang絡luo架jia構gou
，需xu要yao經jing由you主zhu站zhan為wei從cong站zhan之zhi間jian進jin行xing同tong步bu關guan係xi的de協xie同tong，那na麼me就jiu會hui導dao致zhi這zhe個ge網wang絡luo需xu要yao經jing過guo多duo個ge分fen發fa周zhou期qi才cai能neng完wan整zheng這zhe個ge同tong步bu任ren務wu，而er分fen布bu式shi網wang絡luo則ze可ke以yi通tong過guo交jiao叉cha通tong信xin來lai實shi現xian從cong站zhan間jian的de同tong步bu，在zai表biao麵mian上shang看kan
，集ji中zhong式shi網wang絡luo的de每mei個ge傳chuan輸shu都dou是shi非fei常chang快kuai的de
，但dan其qi整zheng體ti最zui終zhong獲huo得de的de性xing能neng卻que並bing不bu一yi定ding快kuai，人ren們men很hen容rong易yi被bei這zhe種zhong數shu字zi上shang的de快kuai所suo誤wu導dao。

　　其實，這樣架構的差異帶來很多的不同，在此不一一列舉。

　　行業專家-懂你的係統

　　conghezuodeshijiaolaikan

，yigehezuohuobanyinggaishiyigefeichangdongdejiqikaifade，tamenkuaisubawojiqideguanjianwenti
，fengfudejingyan，jiushiyizhongziyuan，jiangtamendezhishi
、經驗
、遠見卓識，作為一個顧問分享給機器製造商。

圖9豐富的行業應用經驗

　　像貝加萊
，在各個裝備製造業，有非常深厚的專家，以及培訓體係支持的工程訓練、行業Know-How的軟件積累、專用的硬件，對於機器製造商來說，都是可被有效利用的資源。

　　總擁有成本的評價

　　對於任何一個機器製造商，其終端大廠往往有非常嚴格的指標對機器進行綜合的評估。如圖10
，TCO是一個較為全麵的評價方式
，它會牽扯到整個設備的運行中的問題，包括如圖所示的幾個方麵：TCO
、預測性維護、OEE、產品換型帶來的交付能力、ROI。而不是設備的采購價格的高與低—因(yin)為(wei)對(dui)於(yu)工(gong)廠(chang)，設(she)備(bei)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)資(zi)產(chan)投(tou)資(zi)，而(er)投(tou)資(zi)的(de)評(ping)價(jia)是(shi)按(an)照(zhao)回(hui)報(bao)來(lai)評(ping)價(jia)，以(yi)及(ji)它(ta)在(zai)現(xian)場(chang)的(de)表(biao)現(xian)，對(dui)於(yu)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)，其(qi)實(shi)，穩(wen)定(ding)而(er)高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)生(sheng)產(chan)

，任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)是(shi)核(he)心(xin)的(de)考(kao)量(liang)，因(yin)為(wei)任(ren)何(he)的(de)調(tiao)校(xiao)
、等待、不正常宕機都是成本。

圖10-終端用戶對設備的評估要點

　　終端生產企業
，尤其是領先的製造商，有非常強的計算力
，來綜合評估機器與係統的能力
，這點上，必須在機器的設計中以這種“用戶需求”為導向，在每個細節上
，精心打磨


，確保機器在設計、開發、運營階段
，都能夠去考慮“成本”的節省
，成本節省可以被設計出來，預先規劃。

表2-全局的係統成本觀

　　表2列舉了貝加萊的硬件和軟件在各個階段能夠提供的成本節省的方案，在每個細節上，都預先為機器製造商進行了考慮。

　　總結：選擇係統與夥伴，在今天這個時代
，更需要關注“軟件實力”。並有效打造您的機器軟實力
，贏得長期
、差異化的競爭力。