集成自動(dòng)化如今已成為自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)時(shí)髦的詞語(yǔ)，它通常是指能夠在一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目中啟動(dòng)若干軟件工具，因此在行業(yè)中被廣泛提及。然而，對(duì)于貝加萊（B&R）來(lái)說(shuō)，它卻意味著完美集成自動(dòng)化方案的眾多特征之一。貝加萊Automation Studio是如何為一臺(tái)機(jī)器在其整個(gè)生命周期中提供支持，并如何為該款開發(fā)工具全面融入所有項(xiàng)目流程奠定基礎(chǔ)的呢？

過(guò)去，控制器是由專門的程序設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行編程的，這些單獨(dú)的電子器件將PC和程序應(yīng)用結(jié)合在了一起，從那時(shí)起，自動(dòng)化行業(yè)中就已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上使用軟件包來(lái)對(duì)控制器進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今的機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化要求。今天，可視化應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和安全系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代自動(dòng)化方案中必不可少的組成部分。但是，僅僅將所有這些組件簡(jiǎn)單集成在一款工具中并不能為機(jī)械設(shè)備制造商提供最好的支持。為了進(jìn)一步完善集成自動(dòng)化概念，我們還必須對(duì)機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域中出現(xiàn)的下列這些行業(yè)趨勢(shì)加以考慮：

縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

以技術(shù)為導(dǎo)向的消費(fèi)市場(chǎng)趨向于擁有越來(lái)越快的產(chǎn)品創(chuàng)新周期。針對(duì)日益緊迫的技術(shù)創(chuàng)新，機(jī)械設(shè)備制造商們必須在更短的時(shí)間里完成新機(jī)型的開發(fā)和運(yùn)行。由各自的自動(dòng)化合作伙伴提供的開發(fā)工具必須能夠跟上這一行業(yè)趨勢(shì)。除了集成各種工具之外，我們還必須理解該開發(fā)工具能夠完美匹配自動(dòng)化產(chǎn)品系列的重要性。唯有這樣，才能充分利用這些產(chǎn)品（典型控制器、Automation PC 或可視化）性能，避免浪費(fèi)大量時(shí)間。

批量大小1 – 針對(duì)機(jī)器系列

一段時(shí)間以來(lái)，我們始終在觀察機(jī)器越來(lái)越小批量生產(chǎn)這一趨勢(shì)。在這方面，與產(chǎn)品多樣性和個(gè)性化有關(guān)的消費(fèi)市場(chǎng)變化已經(jīng)對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)生了直接影響。這一“大量客制化”概念要求設(shè)備具有高度柔性化特征，在機(jī)器制造過(guò)程中應(yīng)首先針對(duì)終端用戶使用自定義選項(xiàng)數(shù)據(jù)包，然后繼續(xù)在終端用戶處進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)功能擴(kuò)展以得到更多選項(xiàng)。因此，開發(fā)工具必須能夠有效應(yīng)對(duì)所有這些機(jī)型變化。當(dāng)然，面向ERP系統(tǒng)的開放式接口也是必不可少的。

機(jī)器作為價(jià)值創(chuàng)造鏈紐帶

僅僅一臺(tái)機(jī)器 – 無(wú)論它多么靈活 – 都無(wú)法獨(dú)立生產(chǎn)出一款完整的產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)，它只是整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造鏈中的一個(gè)環(huán)節(jié)。該價(jià)值鏈要么是由機(jī)器分別生產(chǎn)的半成品部件所構(gòu)成，要么是通過(guò)機(jī)器互聯(lián)的一體化設(shè)備生產(chǎn)線所實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，將機(jī)器互聯(lián)以此提高總產(chǎn)量就顯得極其有意義。在過(guò)去，這是由電信號(hào)（數(shù)字量或模擬量）實(shí)現(xiàn)的，但是今天，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)為機(jī)器高效互聯(lián)開辟了一條嶄新的路徑，優(yōu)化數(shù)據(jù)流的同時(shí)簡(jiǎn)化了布線。為了向設(shè)備制造商提供盡可能最好的支持，一款先進(jìn)的開發(fā)工具必須能夠集成標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，并且提供多個(gè)功能庫(kù)來(lái)使用私有通信協(xié)議。

融入機(jī)械制造商生產(chǎn)流程

當(dāng)運(yùn)行機(jī)械或設(shè)備時(shí)，即使開發(fā)工具扮演著極其重要的角色，它在機(jī)械制造商生產(chǎn)流程中也并非核心元素。要求機(jī)器制造商調(diào)整他們的生產(chǎn)流程以適應(yīng)各自自動(dòng)化供應(yīng)商的開發(fā)工具，既不合理也不現(xiàn)實(shí)。因此，開發(fā)工具必須擁有一個(gè)開放的架構(gòu)，包含純文本格式的個(gè)人文檔、通用訪問(wèn)程序、自動(dòng)化項(xiàng)目的數(shù)據(jù)及組態(tài)選項(xiàng)。

功能列表提升總價(jià)值

當(dāng)開發(fā)工具之間進(jìn)行相互比較的時(shí)候，我們關(guān)注的焦點(diǎn)通常集中在個(gè)別功能上。與其將討論的重點(diǎn)放在一些毫無(wú)意義的功能上，還不如從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對(duì)開發(fā)工具的“總附加值”進(jìn)行進(jìn)一步挖掘。這需要我們考慮到貫穿整個(gè)使用過(guò)程中的附加值，這樣就為我們開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的視野：過(guò)去的討論僅限于可視化編程方面，而通過(guò)現(xiàn)在的方式可以對(duì)一臺(tái)機(jī)器的整個(gè)生命周期進(jìn)行全面考量。因此，Automation Studio的開發(fā)是以支持機(jī)械制造商將一個(gè)概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的目標(biāo)為導(dǎo)向的，覆蓋了機(jī)器生命周期中的各個(gè)階段。

一臺(tái)機(jī)器的生命周期

圖1：一臺(tái)機(jī)器的生命周期
圖1從自動(dòng)化廠商角度展現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器的一般生命周期。整個(gè)生命周期被劃分為九個(gè)階段，對(duì)應(yīng)于開發(fā)工具的潛在支持。

設(shè)計(jì)

藍(lán)色曲線表示傳統(tǒng)開發(fā)工具在設(shè)計(jì)階段所能提供的最佳支持。經(jīng)服務(wù)器互聯(lián)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，選擇任意版本管理系統(tǒng)，將機(jī)器元件的功能單元分組，通過(guò)非硬件組態(tài)進(jìn)行初步開發(fā)，所有這些功能都致力于為該階段提供更為有效的支持。

Project Brower
在Automation Studio里，通過(guò)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)管理，軟件模型劃分為不同功能塊需求，將任務(wù)分配給不同的團(tuán)隊(duì)成員，每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員采用開放的格式進(jìn)行書寫代碼，最終這些代碼將以開放的XML、或IEC格式被導(dǎo)入并封裝成一個(gè)完整的項(xiàng)目，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，分布在不同區(qū)域的工程師可以協(xié)同完成這個(gè)項(xiàng)目。上圖代表一個(gè)項(xiàng)目被劃分為啟動(dòng)、趨勢(shì)圖、報(bào)警、設(shè)置導(dǎo)引等模塊由不同的人來(lái)完成。

仿真

通常來(lái)說(shuō)，仿真需要用到額外的工具。在該階段，將這些工具進(jìn)行無(wú)縫連接至關(guān)重要。例如，與MATLAB/Simulink相連能夠完美地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的正確仿真，隨后的自動(dòng)代碼生成可以確保控制器也能按真實(shí)過(guò)程中的要求一樣運(yùn)行。

通過(guò)與Matlab/SIMULINK連接，Automation Studio可以接受來(lái)自SIMULINK仿真的控制器模型，并為其自動(dòng)生成代碼，這些代碼可以大大提高開發(fā)的周期。

制造

機(jī)器制造階段通常與一款開發(fā)工具無(wú)關(guān)。然而，開發(fā)工具與ECAD系統(tǒng)直接相連并在該過(guò)程末期對(duì)I/O分布進(jìn)行設(shè)置或修改，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價(jià)值。

調(diào)試

基于網(wǎng)絡(luò)的診斷功能更易于在電氣或機(jī)械方面對(duì)機(jī)器進(jìn)行初步調(diào)試。直到調(diào)試階段的末期才需要軟件開發(fā)人員，這樣可以大大節(jié)省時(shí)間和成本。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試階段，分析工具的精度決定了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的質(zhì)量。在這里，沒有平滑信號(hào)曲線，因此所有工具必須完全適合運(yùn)行系統(tǒng)。

生產(chǎn)

如同在制造階段一樣，在生產(chǎn)中使用一款開發(fā)工具的機(jī)會(huì)也是十分有限的。但是，開發(fā)工具與ERP系統(tǒng)直接相連并激活相應(yīng)的選項(xiàng)套件，也都可以在此階段產(chǎn)生附加價(jià)值。

支持&服務(wù)

當(dāng)機(jī)器在終端用戶處運(yùn)行時(shí)，過(guò)程分析和系統(tǒng)支持有時(shí)是維護(hù)服務(wù)合同的一部分。為此，您需要使用一款功能強(qiáng)大的開發(fā)工具來(lái)完成對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程維護(hù)。