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★南京菲尼克斯電氣有限公司

★卡奧斯工業(yè)智能研究院

在制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，虛擬PLC技術(shù)正成為引領(lǐng)智能制造未來(lái)的重要驅(qū)動(dòng)力。菲尼克斯的PLCnext Technology借助虛擬化技術(shù)推出PLCnext Virtual Control虛擬化PLC軟件解決方案，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多控和集成化管理，為制造企業(yè)帶來(lái)了靈活性和便利性。

在未來(lái)，虛擬PLC技術(shù)將發(fā)揮重要作用，推動(dòng)制造業(yè)向智能化、柔性化方向邁進(jìn)。制造業(yè)可以充分發(fā)揮虛擬PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，打造出自己的智能化、定制化方案。其中，基于虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control具有一機(jī)多控的集成化管理特點(diǎn)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)生產(chǎn)線(xiàn)集中管理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制和監(jiān)控。

同時(shí)，采用容器化的PLCnext Virtual Control能夠在同一臺(tái)設(shè)備上通過(guò)共享內(nèi)存與其它容器、宿主機(jī)快速交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和共享，提高了生產(chǎn)線(xiàn)的協(xié)同效率和管理效率。此外，利用虛擬PLC技術(shù)，PLCnext Virtual Control還能夠?qū)崿F(xiàn)快速靈活地切換產(chǎn)線(xiàn)，針對(duì)不同的工程任務(wù)快速調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)的配置和參數(shù)，提高生產(chǎn)線(xiàn)的靈活性和適應(yīng)性。

應(yīng)用案例

海爾卡奧斯作為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，充分利用了PLCnext Virtual Control虛擬PLC，完成了對(duì)示范生產(chǎn)線(xiàn)上所有實(shí)體PLC硬件的替代。該方案不僅提升了生產(chǎn)效率，還為客戶(hù)帶來(lái)了更多的價(jià)值和選擇。通過(guò)虛擬化技術(shù)，海爾卡奧斯實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線(xiàn)的靈活性和便利性，為企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了可靠的支持和保障。

虛擬PLC技術(shù)是卡奧斯實(shí)現(xiàn)柔性制造的重要使能技術(shù)：隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和智能制造理念的日益普及，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到了智能制造的重要性。其中，海爾卡奧斯作為領(lǐng)先的智能制造與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，也緊跟科技和時(shí)代的進(jìn)步，通過(guò)大規(guī)模定制的模式創(chuàng)新、信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合的技術(shù)創(chuàng)新，以及跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的小微創(chuàng)業(yè)機(jī)制創(chuàng)新，成為一個(gè)多邊交互、增值分享的賦能平臺(tái)。海爾卡奧斯通過(guò)引入基于虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control虛擬PLC，全面推進(jìn)智能制造的創(chuàng)新應(yīng)用。

海爾卡奧斯采用PLCnext Virtual Control的虛擬PLC對(duì)原有大規(guī)模個(gè)性化定制示范產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行了升級(jí)，不僅使用一臺(tái)運(yùn)行PLCnext Virtual Control的工控機(jī)完全替代了原產(chǎn)線(xiàn)上的所有實(shí)體PLC硬件，而且還通過(guò)PLCnext Virtual Control的高級(jí)語(yǔ)言編程能力進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的智能化管理和控制。

海爾卡奧斯通過(guò)PLCnext Virtual Control技術(shù)實(shí)現(xiàn)了示范生產(chǎn)線(xiàn)上所有PLC的集成化管理，采用一臺(tái)工控機(jī)實(shí)例化多臺(tái)虛擬PLC。這種集成化的管理方式提升了生產(chǎn)線(xiàn)之間的協(xié)同效應(yīng)，使得生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理、共享和協(xié)作。此外，虛擬PLC不需要額外的硬件設(shè)備，只需要通用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的軟件即可實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。這降低了企業(yè)的投資成本，并且可以通過(guò)軟件升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展，進(jìn)一步降低了維護(hù)和升級(jí)成本。

集成化的虛擬PLC管理也為海爾卡奧斯帶來(lái)了更靈活的生產(chǎn)調(diào)整和優(yōu)化能力。企業(yè)可以根據(jù)市場(chǎng)需求快速調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)配置，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。這種智能化的生產(chǎn)方式使得海爾卡奧斯能夠更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，保持領(lǐng)先地位并持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

與此同時(shí)，柔性生產(chǎn)也成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要策略之一。柔性生產(chǎn)通過(guò)引入虛擬PLC等靈活化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線(xiàn)的靈活配置和快速調(diào)整，能夠適應(yīng)市場(chǎng)需求的快速變化，提高了生產(chǎn)線(xiàn)的適應(yīng)性和靈活性，降低了企業(yè)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)壓力。制造業(yè)智能制造和柔性生產(chǎn)并不是孤立的概念，而是相輔相成的。智能制造為柔性生產(chǎn)提供了技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而柔性生產(chǎn)則為智能制造提供了靈活性和適應(yīng)性。這種綜合應(yīng)用能夠使企業(yè)更加敏捷地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)不斷創(chuàng)新和引入虛擬PLC等前沿技術(shù)，海爾卡奧斯展現(xiàn)了智能制造的無(wú)限潛力，為制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹(shù)立了榜樣。這樣的技術(shù)應(yīng)用不僅推動(dòng)了企業(yè)自身的發(fā)展，也為整個(gè)制造行業(yè)帶來(lái)了新的活力和機(jī)遇。

菲尼克斯PLCnext Virtual Control

菲尼克斯結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和虛擬化技術(shù)，推出了PLCnext Virtual Control虛擬化PLC軟件解決方案，PLCnext Virtual Control通過(guò)容器化或者虛擬機(jī)化的方案實(shí)現(xiàn)對(duì)PLCnext Technology軟硬解耦，讓PLCnext能夠輕松部署到客戶(hù)硬件平臺(tái)。有別于過(guò)去傳統(tǒng)的軟PLC方案，菲尼克斯在助力客戶(hù)一機(jī)多控的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“硬件提供資源，軟件定義自動(dòng)化”的理念。

（1）低成本：只需一臺(tái)工控機(jī)和PLCnext Virtual Control虛擬化PLC，就能徹底替代海爾卡奧斯原示范生產(chǎn)線(xiàn)上的5臺(tái)實(shí)體PLC，這使得生產(chǎn)制造的成本大幅度降低。

PLCnext Virtual Control為制造企業(yè)帶來(lái)了更高的生產(chǎn)效率和更好的質(zhì)量水平，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本和資源消耗。這樣的變革不僅降低了生產(chǎn)成本和資源消耗，同時(shí)也為企業(yè)帶來(lái)了更靈活的生產(chǎn)策略和更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)，海爾卡奧斯能夠更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，快速調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)配置，滿(mǎn)足不同的需求。在未來(lái)，采用純軟件方案的虛擬PLC還可以通過(guò)軟件升級(jí)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展與更新，不需要更換實(shí)體硬件，進(jìn)一步降低了維護(hù)和升級(jí)成本。

（2）靈活性：PLCnext Virtual Control是菲尼克斯基于PLCnext Technology打造的虛擬化PLC。在OT側(cè)集成了PLCnext Runtime，為PLC提供標(biāo)準(zhǔn)的IEC61131環(huán)境；在IT側(cè)得益于底層采用Linux操作系統(tǒng)，能夠很好地支持各種高級(jí)編程語(yǔ)言，此外PLCnext還提供多種多樣的API方便用戶(hù)將自己的代碼與PLCnextruntime進(jìn)行集成。因此，使用基于虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control可以為制造企業(yè)帶來(lái)前所未有的靈活性。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)線(xiàn)需要大量實(shí)體PLC來(lái)保證生產(chǎn)制造，而PLCnext Virtual Control則將實(shí)體PLC轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔X上的一個(gè)程序，借助容器化和虛擬機(jī)化的方式快速的實(shí)例化多臺(tái)PLC，極大地減少了對(duì)實(shí)體PLC硬件和走線(xiàn)布局的依賴(lài)。這使得制造企業(yè)可以更加靈活地調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)的配置和布局，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。

（3）便利性：同時(shí)，PLCnext Virtual Control也為制造企業(yè)帶來(lái)了巨大的便利。PLCnext Virtual Control通過(guò)虛擬化的方式將PLC部署在客戶(hù)的硬件設(shè)備上，以容器化的方案為例，客戶(hù)可以輕松在一臺(tái)工控機(jī)上通過(guò)實(shí)例化多臺(tái)PLC的方式來(lái)應(yīng)對(duì)柔性生產(chǎn)，針對(duì)不同生產(chǎn)線(xiàn)所需設(shè)備的數(shù)量來(lái)實(shí)例化PLC，做到一機(jī)多控。

由于PLCnext Virtual Control可以在本地的工控機(jī)或者邊緣服務(wù)器進(jìn)行部署和管理，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)安裝和維護(hù)大量的硬件設(shè)備，大大降低了運(yùn)營(yíng)成本和管理成本。此外，PLCnext Virtual Control還支持遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)和監(jiān)控，使得生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，提高了生產(chǎn)線(xiàn)的穩(wěn)定性和可靠性。

區(qū)別于以往的制造生產(chǎn)線(xiàn)，過(guò)去實(shí)體PLC需要更新、替換、維護(hù)，工作人員不可避免地要去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試才能解決問(wèn)題，現(xiàn)在借助于虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control，工作人員可以直接在機(jī)房中統(tǒng)一部署、調(diào)試數(shù)十臺(tái)甚至數(shù)百臺(tái)的PLC，足不出戶(hù)即可解決這些問(wèn)題。

（4）為客戶(hù)帶來(lái)的價(jià)值：菲尼克斯結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control虛擬化PLC的軟件解決方案，利用容器化或者虛擬機(jī)化的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)PLCnext Technology的軟硬解耦，讓PLCnext能夠輕松部署到客戶(hù)的硬件平臺(tái)。

對(duì)于設(shè)備制造商，PLCnext Virtual Control基于PLCnext Technology，具有靈活、可拓展的特性，客戶(hù)可以結(jié)合自身平臺(tái)的特定需求，進(jìn)行個(gè)性化和自定義開(kāi)發(fā)。客戶(hù)可以將自己的代碼或者第三方的開(kāi)源代碼通過(guò)PLCnext的API進(jìn)行封裝，制作成鏡像固件，打造屬于客戶(hù)自己的定制化軟件平臺(tái)。

對(duì)于設(shè)備使用方，傳統(tǒng)軟PLC解決方案往往只能將一臺(tái)設(shè)備作為一臺(tái)PLC來(lái)使用，而PLCnext Virtual Control可以通過(guò)實(shí)例化的方式在一臺(tái)設(shè)備上運(yùn)行多臺(tái)PLC，大大節(jié)約客戶(hù)在PLC上投入的成本。PLCnext Virtual Control不僅為制造企業(yè)帶來(lái)了靈活性和便利性，是一種更加靈活、高效和集成化的解決方案，也為客戶(hù)帶來(lái)了更多的價(jià)值。客戶(hù)可以通過(guò)PLCnext Virtual Control實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃和參數(shù)，提高了生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。PLCnext Virtual Control還支持與其他數(shù)字化技術(shù)的集成，為客戶(hù)提供了更全面的生產(chǎn)管理和優(yōu)化方案，提升了客戶(hù)的生產(chǎn)效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

總結(jié)

菲尼克斯提出的基于虛擬化技術(shù)的PLCnext Virtual Control將為制造業(yè)帶來(lái)更多的靈活性、便利性和價(jià)值。它不僅為企業(yè)提供了一機(jī)多控的虛擬化PLC軟件解決方案，還為實(shí)現(xiàn)智能制造提供了無(wú)限可能。通過(guò)PLCnext Virtual Control，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化控制和集成化管理，提升生產(chǎn)效率、降低成本，例如海爾卡奧斯，將原有示范產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)體PLC完全替代為PLCnext Virtual Control的虛擬化PLC。未來(lái)，在制造業(yè)中，智能制造是大勢(shì)所趨，PLCnext Virtual Control則是核心，它可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造的夢(mèng)想。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年5月刊