工業自動化設備之間如何實現交互、兼容、協同
http://www.debgrams.com 2022-11-29 11:18 來源：
隨著個性化需求時代的到來，企業為了靈活應對外部市場需求，傳統生產體系要向智能工廠模式轉變，需要具備互操作性、分散化、模塊化、實時性、面向服務等方面的特點。要實現這一目標，企業需要打破封閉專用的PLC/DCS等工業自動化系統，讓各種復雜的工業自動化設備之間能夠交互、兼容、協同，并快速建立高效的運營管理體系來滿足定制化生產需求，同時實現工藝控制的高精度要求。
自動化控制系統的封閉性和專用性依然存在
目前在生產車間，企業更多的是采用總線技術來實現自動化設備的互聯，然而這種方式只能解決基本的數據采集和協調問題。一直以來，工業自動化領域涉及的硬件設備種類繁多，存在封閉性和專用性，軟硬件深度綁定，通訊協議與接口不統一，復用性差。如果采用傳統的集中控制方法，不同協議需要進行協議轉換，在系統集成過程中，軟件“硬化”現象嚴重。此外，對于那些老舊設備，其控制系統維護和升級成本昂貴，用戶始終無法真正深入軟件環境來打破壁壘。
從市場的角度來看，自動化系統廠商也一直圍繞著“硬件+軟件”的捆綁模式在演進，即使同一供應商的PLC、伺服、變頻器等不同產品，往往有各自的適配軟件，給客戶在產品選型、編程、產品參數設定帶來諸多不便，只能通過供應商提供的組態工具與控制器進行有限的交互。
在IT技術飛速發展的今天，這種封閉性和專用性，極大地阻礙了自動化控制軟件的升級遷移，以及OT與IT深入高效的融合，信息孤島大量存在。
如何讓工業自動化系統走向開放？
萬物互聯時代，要推進工業互聯網的應用，實現智能制造，建立全開放、互操作的自動化系統才是工業自動化的出路。要想真正做到IT與OT融合，首要目標就是填平這道鴻溝，徹底自我革新，融入到開放的自動化生態環境中。
在市場需求的大力拉動下，工業自動化必然會發生跨越性變化，逐步從封閉走向開放。開放的自動化生態的內涵就是自動化行業的標準化與開放式的資源分享，通過各項標準的制定為工業自動化提供商創造良好的兼容性與合作，同時也為制造企業帶來更多靈活性與成本優勢。
要實現工控系統的開放性，首先要打破壁壘，建立自動化領域的行業標準。例如，PLC編程語言的IEC61131-3國際標準是 IEC國際電工委員會制定的工控領域全球標準。IEC61131在工業控制場合得到了長期大量的使用，為大多數編程工程師所熟悉。但IEC61131標準適合單機運行，要實現分布式控制的設計不僅工作量大，還需要大量的手動修改，效率不高。
而另一種IEC 61499標準是一種基于事件觸發功能塊的可執行系統級建模語言，提供了邏輯代碼標準化封裝方法。IEC 61499標準改變了多年來控制硬件與軟件一直緊緊捆綁在一起的狀態。它不僅很好的解決了不同廠商設備間的可移植性、可配置性和互操作性問題，同時還解決了軟件和硬件獨立性的問題。
工業自動化平臺開放進程加速
當前，工業自動化領域的主流廠商等正在致力于打破工業設備的封閉性和專用性，推出開放式工業自動化平臺。
臺達推出的思圖平臺DIAStudio。作為一體化開發平臺，它取代了傳統封閉式的開發方式，可讓設備開發者快速完成對臺達自動化產品（如PLC、HMI、伺服、變頻器等）的選型、參數設定、聯網調試等操作，縮短系統配置時間，提高設計便捷性。
博世力士樂借助全新的ctrlX AUTOMATION，消除了機器控制系統、IT和物聯網之間的傳統界限。憑借可擴展平臺，靈活創建集中式和分散式自動化拓撲，并通過Linux實時操作系統、開放標準、應用編程技術、基于網頁式的工程和全面的物聯網連接，ctrlX AUTOMATION將工程調試時間和工作量減少了30%至50%。
2020年，施耐德電氣推出了全球領先的以軟件為中心的EcoStruxure開放自動化平臺（EcoStruxure™ Automation Expert）。這是一款創新的基于IEC61499標準的開放自動化產品。EcoStruxure通過軟件硬件解耦，推動工業自動化領域的‘即插即生產’，切實解決了廠商之間應用軟件的可移植性、可配置性和互操作性問題，促進工程設計與運營領域的效率躍升。
總結
總的來看，目前開放式工業自動化標準及平臺的構建仍處于探索階段，應用和推廣上仍顯不足。行業標準組織、自動化廠商、系統集成商以及制造企業需要緊密聯合起來，共同塑造開放式工業自動化的應用生態。展望未來，工業自動化走向開放是無法阻擋的必然趨勢，只有這樣才能真正實現IT與OT的深度融合，工業4.0、智能制造、工業互聯網才能從藍圖走向現實。
編輯精選
