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貝加萊工業自動化（中國）有限公司產品經理周靖

智能制造浪潮的到來給自動化產品和技術帶來了新的機遇和挑戰。作為智能制造的核心設備之一，工控機無論在產品技術、服務還是產業發展上，都已經出現了新的升級和變化，其在智能時代所充當的角色也變得越來越重要。據專業報告分析，國內工控機市場年平均增速在15％以上，工控機在各行各業的潛力正不斷被挖掘，市場需求日益旺盛。貝加萊工業自動化（中國）有限公司產品經理周靖對此深有感觸：“近年來，在貝加萊所關注的眾多領域里，如塑料、包裝、印刷、能源等領域，工業PC的用量不斷增長，市場潛力可期。”

打造高集成性工業PC

智能制造除了智能裝備的智能化、自動化表現外，更為重要的是數據信息的搜集、整理和分析，在大數據時代更是如此。這對于工控機產品的性能和功能無疑提出了新的需求。正如周靖所言：“因為貝加萊的業務在機器控制，而現在的機器控制不僅包括邏輯、運動控制，還會運行一些其它任務，如塑料行業用戶需要基于Web的HMI設計，可以基于mappVIEW在Panel PC上開發更為易于操作、直觀的畫面，可以提供報警、趨勢、在線工藝、OEE、能源、維護等多方面控制任務以外的任務。而在包裝工業里，例如藥品包裝設備，用戶需要集成在線的視覺檢測，那么視覺的任務就可以運行于工業PC，而在光伏切片設備上，貝加萊的工控機還能為客戶提供針對機器學習算法運行的環境，可以實現基于狀態的預測性維護任務，這些都是滿足了用戶更高層面，即在機器之外的生產運營管理、數據呈現、智能分析方面的需求。”

由這些應用案例可以看到，工業PC與控制正在難以區分，傳統產品思想里把這些分為PC、PLC、HMI、DCS，這些今天在算力、存儲、HMI成本不斷降低的情況下，完全可以集成于一體。

正是基于這樣的發展趨勢，周靖認為工業PC目前比較顯著的特征就是更高的集成性：“傳統的IPC通常不參與控制，而僅作為一個工業級的PC運行Windows任務，包括測量、顯示及一些非實時計算。而貝加萊早在2004年即推出Windows+RTOS，即Windows Embedded和Automation Runtime融合的工業PC將Windows任務與實時控制集成于一體，其設計主旨在于發揮PC處理能力，將復雜任務集成于一體，PC與PLC的集成是一方面，另一個集成在于將HMI和APC集成，即Panel PC系列，HMI顯示與PC、PLC集成于一體，第三個層次的集成則是軟硬件一體的集成，包括將應用軟件與硬件集成，如貝加萊的OrangeBOX就扮演一個Edge Controller的角色，而APROL也可以運行于PanelPC作為一個SCADA/DCS運行架構，針對小型車間、產線的任務集成。”

布局工業互聯網

作為開放自動化技術領導者，貝加萊一直致力于領先的產品技術，并緊密與應用結合。工業互聯網正在成為產業熱點，而云計算與邊緣計算也快速成為了產業關注的焦點。為此貝加萊提前布局了相應的產品與技術：

一是OPC UA的集成。OPC UA已經被定義為Industry 4.0和IIC的通信協議，貝加萊已經為所有的產品線集成了OPC UA通信能力，包括其智能裝備開發平臺Automation Studio、APROL智慧工廠平臺，以及基于OPC UA的安全集成。

二是針對本地數據采集的OrangeBox。除了基礎的通信，必須有應用集成于云計算/邊緣計算的節點，OrangeBox提供了一個針對這樣的通信集成網關，將OEE功能、能源功能、顯示功能集成于OrangeBox。通過OrangeBOX對OPCUA、MQTT、REST等IT傳輸協議的支持，自動化產線的數據將被納入到整個物聯網與大數據平臺，借助于開放的應用軟件、分析軟件，數據將被用于智能的指導生產的應用如路徑規劃、能耗調節、缺陷反饋、排產等“生產策略”類的應用中。

三是貝加萊的首款云應用APM（Asset Performance Monitor），即資產性能監控。它基于ABB跨行業、一體化的數字化解決方案ABB Ability TM，通過為OEM廠商提供現場所有機器的可靠概覽，使他們能夠確定潛在的改進，將服務運營提升到新的水平，并開啟新的商業模式和收益流。資產性能監控可以全天候地提供生產率、能耗和溫度等相關數據。用戶可以定義所需的信息，應用程序會自動計算關鍵績效指標（KPI），例如設備綜合效率，并提供機會改進。貝加萊的云應用運行在ABB Ability TM上。安全性和數據完整性通過最先進的安全標準和傳輸協議得以保證。

Microsoft Azure基礎架構可以確保可靠地訪問全球范圍內的ABB Ability TM服務，其中包括了具有人工智能和機器學習功能的未來云應用的所有先決條件。

引導軟硬件一體化趨勢

在工業互聯飛速發展的大趨勢下，工業現場除了現場數據的橫向聯系、搜集、匯整之外，還需要與決策端雙向溝通，在決策端將數據轉化為信息與更進一步的商業決策后，反向下達指示到場端執行。在這些過程中，工控機不再僅僅是工業控制基礎，需要進一步整合軟件與硬件。對此，周靖表示：“貝加萊在整個自動化領域一直是以需求導向，而貝加萊服務的用戶都是全球頂級制造商，這使得我們很早就把握到先機，設計這種軟硬件一體化的產品。”

據周靖透露：貝加萊正在為其工控機系統引入一個虛擬機管理程序Hypervisor。該技術允許Windows或Linux與貝加萊自己的實時操作系統Automation Runtime并列運行。例如，它可以使用戶能夠在單臺PC上將控制和HMI應用程序結合到一起，或者可以實現一機兩用，使工業PC同時兼具實時控制器和邊緣控制器雙重功能，將預處理數據通過OPC UA發送到上位系統和云端。

Hypervisor技術提供虛擬網絡連接，允許應用程序在操作系統之間交換數據。就像通常的以太網接口一樣，這里的數據交換使用的是標準網絡協議。使用一塊未分配給任一操作系統的預留內存區域，用來數據交換，以替代電纜的功能。用戶可以在貝加萊的Automation Studio軟件開發環境中配置該虛擬機管理程序，并分配硬件資源。該監管軟件的配置是針對每個系統分別定義的，這樣一來，就為資源的利用提供最大的柔性。以前的并行系統解決方案是針對特定的Windows版本定制的，而貝加萊的這套監管軟件與用戶使用哪些操作系統完全無關。Hypervisor技術提供給客戶的為一臺設備，同時運行常規的非實時操作系統即通用操作系統（Windows/Linux）與Automation Runtime實時操作系統解決方案。此方案可輕松實現實時高頻任務與數據存儲、人工智能、圖像識別、人機交互等在通用操作系統上廣泛使用的應用的相互結合。因實時系統與非實時系統互不干涉，獨立運行，獨占資源，通過接口交互數據，即可作為工控領域與IT領域應用相結合的完美解決方案。

軟硬件一體化是趨勢，而貝加萊就是這個趨勢的引領者。這是基于此，周靖對于貝加萊工業PC產品未來將一如既往地為用戶提供最佳的體驗充滿信心：“貝加萊的優勢在于軟件，首先是基礎的操作系統，就像HyperVisor能夠將多操作系統融合在統一架構中運行，確保之間的信息交互；其次是在軟件獨立于硬件，軟件獨立于操作系統平臺的設計理念方面的領先性；第三個層次在于我們的應用軟件，基于標準的PLCopen開發的mapp系列應用模塊，使得可以針對用戶的需求自由組合，并在不同的硬件平臺上運行，mapp不僅針對控制任務，mappVIEW針對HMI，mappService針對售后服務、mappOEE針對運營管理、mappAudit針對電子簽名認證，mappMOTION能夠將伺服與最新的ACOPOStrak融合實現最靈活的產線設計。”

摘自《自動化博覽》2019年11月刊