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基于PC的控制技术:umati接口标准的推动力

发布日期:2021-07-26 来源:倍福作者:网络
   通用机床技术接口标准(umati)将有望解决大家所熟悉的很多难题,挖掘新的潜能来创造附加值。umati是一个基于OPCUA的通用接口,机床和系统可以通过该接口与上位控制器进行数据交换。

  在现代化生产系统的设计和运行中,将各种机床整合到控制系统中,会产生比较大的成本支出。通常,造成这种支出的主要原因是各种控制系统提供的数据范围不同,以及在工业环境中的信息结构、内容和呈现形式方面缺乏通用性的标准。

  

  *通过使用现场总线和上游工业PC使得不带OPC服务器的老旧机床具有umati功能。

  可能的新应用

  作为自动化领域的专家,倍福认为,将umati作为基本方向将会带来巨大潜力,不仅可以解决控制系统连接等现有问题,还可以开发基于PC控制技术的新应用。倍福最近展示了很多有趣的方法;在最简单的情况下,机床控制系统和OPC服务器在同一台工业PC上运行。这种策略非常有效,因为受控过程和OPC服务器之间的接口仅使用软件来实现。工业PC不仅具有集成到IT环境中所需的接口,而且还能够硬实时地控制最复杂的工作流程(例如,使用TwinCAT自动化软件),因此能够实现上述目标。这样可以直接从TwinCATCNC提供机床的配套规范。但机床控制和OPC服务器也可以布署在单独的设备上。无论是经过深思熟虑后确定设计,还是翻新改造,在这两种情况下,PC技术都被证明由于其良好的开放性而极为有利。工业PC甚至可以与老旧的控制器进行通信,例如通过现场总线。获取到的数据可以在本地处理,并通过OPC服务器提供给外部环境。这意味着现有的机床也可以配备umati接口。倍福已经在2019年的EMO展会上展示了这个应用场景,并在德国机床制造商协会(VDW)的umati展示中集成了多个第三方制造商提供的控制器。

  

  *工业PC不仅可以用作OPC服务器,还可以用于实现其它各种任务,例如,用作边缘控制设备。

  同样适用于新产品和翻新改造

  工业PC也可以用作多台机床的umati总服务器。例如在一个生产单元内,与机床的连接可以通过现场总线连接或umati实现。从单台机床的角度来看,工业PC可以用作OPC客户端。在实际应用中,上述例子并不总是能彼此清楚地分开。通常情况下,转换点是一直变化的。但有个特点是,工业PC永远不必简化为纯粹的OPC服务器功能。平台的开放性和可扩展性可以实现量身定制的解决方案,带来高附加值。例如,一个总服务器可以同时作为一个具有PLC和NC功能的单元控制系统,而作为翻新改造部分安装的工业PC可以提供额外的状态监测功能,包括连接所需的传感器并实时分析传感器。范围包括:从二进制信号的简单统计分析,一直到电能测量技术和重要组件的复杂频率分析。计算得出的状态变量可以直接整合到所提供的umati数据中。同时,这些信息也可以用作机器学习算法的输入数据。TwinCAT利用之前未知的因果关系在工业PC上实时执行这一任务。这样可以提高效率,早期检测和预防潜在的机床故障。现有的机床不仅可以融入umati世界,它们还将能够面向未来。如果所需的的PC和I/O防护等级达到IP65或更高,就可以将它们直接安装在机床上,无需改动控制柜中现有的安装配置,即可实现简明、完善的解决方案。umati的概念虽然还不成熟,但很明显,鉴于基于PC的控制技术可能的应用领域非常广泛,它将成为实现跨行业互操作性的关键因素。

  更多信息

  即使在机械工程以外的领域,OPCUA技术的使用也越来越普遍。倍福已经参与了很多基础设施和建筑工程项目的成功实施。这类项目通常包括很多通信伙伴,他们从可扩展的标准化OPCUA通信模型中受益。如下例所示:瑞士联邦材料测试与开发研究所(EMPA)校园内的建筑和活动场所被用来在一个活跃、热闹的生活和工作环境中进行能源研究。研究所通过OPCUA通信标准实现这些方面的互连,包括各种不同的元件,它们的所有组件都涉及到能源的生产、储存、运输和转化。

  关于德国倍福

  倍福(Beckhoff)公司总部位于德国威尔市。作为全球自动化技术的驱动者,倍福定义了自动化领域的许多国际标准。公司所生产的工业PC、现场总线模块、驱动产品和TwinCAT自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统,可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。倍福于1997年进入中国市场,致力于帮助制造企业提升竞争优势,加速转型升级。倍福在业内享有“创新引擎”的美誉,公司所倡导的PC控制技术具有良好的开放性,将IT技术、互联网和自动化技术完美融合,助力实现工业4.0和智能制造。凭借领先的技术优势和丰富的行业知识,倍福的创新产品和解决方案广泛应用于风力发电、半导体、光伏太阳能、电子制造、金属加工、包装机械、物流输送以及楼宇自控等众多领域。

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