CODESYS控股集團大中華區(qū)技術工程師王志強先生，在恰佩克現(xiàn)場為我們帶來了CODESYS實現(xiàn)智慧工廠云服務的Automation Server開發(fā)平臺技術。看完他的主題分享希望也能為你帶來思考。
智慧工廠的搭建，不單單是邊緣計算、云計算等一些技術的加入，它其實是從機器到云一個自下到上的，多種前沿技術的協(xié)作。王志強先生開門見山的點出。“今天主要從五個方面介紹CODESYS對于智慧工廠實施的解決方案，首先是工程開發(fā)，庫卡機器人驅(qū)動器維修，第二是人機交互，第三是總線技術，第四是運動控制以及客戶定制化需求，最后是CODESYS對于工業(yè)4.0的理解。”
他講到，首先項目開發(fā)，對于IT工程師來說，www.twshmhelmet.com，目前使用的語言大多可能是C/C++、Java等，但對于工控行業(yè)，使用更多則是LD、SFC、IL。因此，IT和OT這么多復雜的，不同邏輯方式，不同結(jié)構(gòu)的編程語言，如果想融合在一塊，其實是一件很困難的事，并且如果要全部掌握所有的編程語言，則會是繁雜甚至不能實現(xiàn)的事情，這為我們工程或項目的開發(fā)帶來了很大的挑戰(zhàn)。CODESYS通過把所有IT，OT使用最廣泛的語言都集成到一個平臺上，打破了這些語言交互的壁壘，形成CODESYS上位編程環(huán)境平臺。
“項目開發(fā)以后，下一步重要工作是維護工作。目前大多數(shù)的項目現(xiàn)場要使用很多不同廠商的硬件產(chǎn)品，不同的控制器，多種模塊，各種現(xiàn)場總線，造成了我們繁重的在線維護工作。CODESYS設計了一個統(tǒng)一的設備模型--Gateway，使用這個模型可以更便捷的維護設備。目前支持這一設備模型的有abb、施耐德、KEBA等超過500多家控制器制造商。”
王先生驕傲的為我們介紹到，“與項目開發(fā)同時進行的是人機界面的開發(fā)，不管科技發(fā)展到什么程度，人類生產(chǎn)出來的機器總是要跟人進行交互。目前對于Web端，工程師使用的可能是HTML5技術，對于工業(yè)人機交互，使用的可能是各種組態(tài)技術，對于移動端又可能使用了諸如QT，java等技術。這么多人機界面開發(fā)的工具和技術，為項目開發(fā)人員帶來了很大的挑戰(zhàn)。”
王志強先生指出，目前CODESYS人機交互有幾種方式，分別是本地可視化、網(wǎng)絡可視化、在線監(jiān)控和HMI。顯控一體設備開發(fā)時，相當大的一部分工作是圖形化界面的集成，本地可視化很好的解決這一難題。網(wǎng)絡可視化也很好地解決了人機交互界面在不同設備之間的適配問題。在線監(jiān)控很好的解決了控制器里邊數(shù)據(jù)監(jiān)控的問題。另外CODESYS也針對HMI設備推出了專門的HMI開發(fā)包。并且所有這些人機交互的開發(fā)工作，都集成在CODESYS上位編程平臺中，CODEYS使人機交互的開發(fā)變得更高效。
他提出，在總線技術上，每家總線都各有優(yōu)點。我們不去提倡支持某種總線技術，我們也不會去開發(fā)我們自己的總線協(xié)議標準，不是CODESYS沒有這個實力，而是CODESYS是一家OPEN的公司。CODESYS把所有主流的總線標準，所有主流的總線協(xié)議都集成在CODESYS系統(tǒng)里面。目前支持的總線包括EtherCAT、PROFIBUS、PROFINET、CANopen等。
智慧工廠的搭建少不了運動控制，對于運動控制技術，CODESYS支持PLCopen1、2、4部分的編程標準，同時它集成了機器人運動學模型，也開放出了機器人模型接口。
“我們是一家軟件公司，庫卡機器人何服電機維修，我們的目標是用軟件來編程自動化，通常講，我們開發(fā)出來編程環(huán)境，然后通過編程環(huán)境編程以后，將二進制代碼下載到控制器從而進行控制，對于普通自動化公司來說這可能就夠了，但對于CODESYS來說，這遠遠不夠，我們還要能夠做到對編程環(huán)境進行二次開發(fā)。這就是我們的Automation Platform技術平臺。BeckHoff把運動控制模塊、編程模塊等從Automation Platform中拿出來，然后集成在Visual studio里面，做成獨具風格的TwinCAT 3。而Keba通過Automation Platform把第三方組態(tài)軟件和CODESYS編程環(huán)境融合起來，造就了專業(yè)的開發(fā)平臺KeStudio。像國內(nèi)匯川使用Automation Platform開發(fā)了InoProShop，它的創(chuàng)新點在于用圖片形式直觀展示他們的設備連接情況。并且這些Studio，都是具有自主產(chǎn)權(quán)的”
王志強先生說到，“安全是一個很龐大的學科，工業(yè)控制器的安全認證，包括CPU安全認證、實時系統(tǒng)安全認證，編程環(huán)境安全認證，以及整個系統(tǒng)的安全認證。CODESYS可以為客戶提供符合sil2和sil3安全標準的安全控制器的開發(fā)平臺，我們的實時系統(tǒng)核和我們的上位編程環(huán)境均符合安全標準，并且我們能夠提供相應的認證證書”
他再次強調(diào)道：“我們是一個軟件公司，我們目標是從機器到云端，每一層都能提供給客戶相應的軟件方案。目前來看，對于最下層的邊緣計算，CODESYS有自己的高可靠性的實時系統(tǒng)核。對于中間的霧計算，CODESYS有網(wǎng)關來進行支持。對于云層，CODESYS有Automation Server技術，它是一種IIOT技術”
每一層在技術上實現(xiàn)后，就是要解決層與層之間的交互問題，邊緣控制器如何跟云數(shù)據(jù)進行交互呢？王志強先生提出，OPCUA是當前大家推崇的跨平臺的通信交互方式，目前CODESYS支持完整的OPC UA功能，CODESYS通過把OPC UA Server集成在邊緣控制器里面，從而達到跨平臺交互的目的。CODESYS 還支持另外一種數(shù)據(jù)交互方式，通過HTTPS實現(xiàn)云數(shù)據(jù)交互，目前它的加密有兩種方式，一種通過IEC庫實現(xiàn)加密，另外一種通過數(shù)據(jù)指向編輯器來進行加密。
為了解決現(xiàn)有工廠里面各種設施已經(jīng)搭建好，又不可能再重新購買一套CODESYS軟件方案來搭建智慧工廠的問題。CODESYS給出的方案是Smart sensor，你可以在您的系統(tǒng)中加入任意一臺基于CODESYS開發(fā)的控制器，而這個控制器就是一個Smart sensor，他可以用來完成數(shù)據(jù)采集、邊緣計算、霧計算以及云計算的協(xié)作。
他解釋道，“Automation server技術是一個很強大的技術，這個技術的基礎版其實各家都有，比如說可以把當前設備的狀態(tài)分析放到云端，把配方放在云端。而Automation server則更強大，它目前還可以把程序編輯、應用備份、資質(zhì)認證、用戶管理等放在云端。同樣，如果對于一個普通的自動化公司來說，做到這里可能就心滿意足了，但對于CODESYS來說，這還不夠，我們還要支持一個更強大的功能--代碼的自動分析、自動校驗、自動加載功能，可以能夠使控制器在空閑時間分析當前工廠里面機器的狀態(tài)，分析代碼是否完善，在下一次設備運行時，對設備的運行進行優(yōu)化。”他補充道：“我們還可以通過Automation server遠程更換控制器，下載應用，移除控制器等功能”。現(xiàn)場工程師紛紛拍照紀念，更有迫不及待和王先生交換名片，現(xiàn)場一度熱鬧非凡。