当前世界工控市场基本由西门子,罗克韦尔,三菱所垄断大部分市场份额。并且这三家工业巨头的产品特点,编程环境和操作风格都大不相同。西门子和罗克韦尔都是独自研发风格各异,而包括三菱在内的日系则在美系的基础上融入了自己的创新元素也独成一派。
而因为这三家公司都拥有着市场的主导权,所以对于一些如编程,使用,安全等国际标准都是参考而不严格遵循,不刻意为其他产品兼容,这也使得应用工程师在做系统集成和项目集成时会面临各种产品的差异而头疼不已。工程师要花大量的时间在不同产品的学习和适应上,极大地制约了技术的应用发展。
可以说西门子,罗克韦尔,三菱就像苹果的IOS系统一样,他们拥有强大的技术,同时也能通过封闭的技术壁垒保护自己的市场,但却从某种程度上制约了下游技术应用市场的发展。
在工业控制领域,面对西门子等领导者的强势地位,其他列强也只能是你吃肉,我喝汤。他们或是因为主营业务不是工业控制,无心扩大投入。或是自身实力不足,有心无力。
在这样的环境下,德国3S(Smart,Software,Solutions)公司研发出了一款与硬件和制造商无关的IEC61131-3的PLC开发软件——CoDeSys
1.支持多种PLC编程语言(IL,ST,LD,SFC,CFC,FBD)
2.支持多种现场总线(EtherCAT,CANopen等)
3.支持多任务,强大的IO扩展
4.除标准PLC功能外,还支持点对点,插补,电子凸轮,CNC等运动控制功能,并额外提供如5轴联动,并联机械手等动控制功能集成库。
正是由于CoDeSys有着如此强大的功能,严格遵循国际标准,并且其不依赖于任何硬件平台的开放性,能够为众多PLC,IPC厂家省去软件研发时间。极大地缩短了厂家的研发时间和提高产品性能。而这些特点都和手机的安卓系统颇有相似之处,同时3S公司也因为其强大的软件开发能力被誉为是工控界的“微软”
目前施耐德,ABB,倍福,博世力士乐,欧姆龙,路斯特等国际知名厂商已经在高端控制器上应用了CoDeSys平台。并在汽车制造,汽车电子,风电,高端数控车床,船舶,海洋工程等高端应用上得以一展身手。
对于自动化厂商而言,CoDeSys能够在最短的时间内提升自身的软实力,并在其平台上进行二次开发,融入自己特色,如我们熟悉的倍福的TwinCAT,施耐德SoMachine等。
对于应用工程师而言,标准化的平台使得其能从繁杂的产品适应学习中解放出来,使得应用工程师能够有更多的精力集中在项目的本身而非产品,释放了工程师的创造活力。
随着倍福,施耐德,ABB,欧姆龙等组成的第二阵营凭借着CoDeSys平台在中高端应用市场占有了一席之地,CoDeSys也越来越得到了国内厂家的重视并认识到了合作共赢的重要性,国内和利时,亿维、汇川、步科等厂商也开始基于CoDeSys平台推出中大型PLC,以赶上工业4.0和中国制造2025的政策东风。
CoDeSys并不一定比西门子,罗克韦尔,三菱的开发环境优秀,但其开放性和高兼容性以及标准性为第二第三阵营厂商提供了一个开源的“安卓”系统,使得这些厂商能够快速提升自己的软实力,在未来很长一段时间内,CoDeSys所代表的“安卓”阵营将会和西门子等所代表的"IOS"阵营都会互相竞争,互相发展。就像手机市场的安卓有IOS一样,相爱相恨。
7月1日,国务院发布了《“互联网+”行动指导意见》,明确提出在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造,发展基于互联网的协同制造新模式。而工业互联网是实现智能制造的关键基础,是“互联网+协同制造”体系中的核心要素。
工业互联网是由“智能机器”+“网络”+“工业云平台”构成的“端管云”架构,能够实现机器与机器、机器与人、人与人之间的全面连接交互。这种互联不是数据信息流的简单传递,而是融合了智能硬件、大数据、机器学习与知识发现等技术,使单一机器、部分关键环节的智能控制延伸至生产全过程,促进了实现无人工干预条件下的机器自组织、自决策、自适应生产,为智能制造的实现奠定了互联基础。
工业互联网使得生产可定义。传统工业生产极大地依赖固定模具和固定生产线,能源、原材料、机器、设备组和其他生产设施均按照最大生产需求配置,在闲置生产时段易造成极大浪费,生产过程中也无法灵活调整分配。在工业互联网条件下,机器和开源硬件的智能控制由软件完成,并通过互联将智能控制链条延伸至生产的各个环节,推动生产流程向可通过软件定义、管理和执行的智能化方向转变。比如,软件可以计算生产需求,灵活调整原材料库存;可以升级机器功能,加大其生产能力和适用范围;可以实现设备智能调配,按需配置其生产任务和工作负载,最终实现智能生产。
工业互联网使得生产动态可调整。传统工业企业的生产过程协同只能在企业内部各个部门之间、不同车间之间实现小范围协同。工业互联网突破了时空界限,集成了供应链、客户关系、制造执行、企业资源等系统,为整个供应链上的企业和合作伙伴搭建了信息共享平台,将生产过程协同扩大到了全供应链条甚至是跨供应链条上,实现了全生产过程优势资源、优势企业的网络化配置,实现了真正的社会化大协同生产。
当前我国工业互联网建设已经拉开帷幕,要集中力量突破一批关键核心技术,结合重大科技专项等的实施,加快攻克工业互联网感知层、网络层和应用层的关键技术。感知层是工业互联网识别物体、采集信息的终端环节,既包括机器、设备组、生产线等各类生产所需的智能终端信息采集技术,也包括RFID标签、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等感知终端信息采集技术。网络层是工业互联网进行信息传输和处理的中枢环节。网络层包含工业异构异质网络的融合技术、工业装备和产品的智商技术、工业大数据的存取和利用技术、工业互联网体系架构技术等。应用层是工业互联网支撑行业智慧应用、实现广泛智能化的平台环节,通过信息处理实现智能决策,提供完整解决方案,主要涉及具有控制属性的嵌入式控制技术,以及具有交互属性的各种软硬件工具平台。
在工业互联网尚未成型,国际上也没有统一的标准和技术规范、产品平台的时候,需要通过试验床积极部署对工业互联网的系统研究、试验网络。鼓励地方园区、制造企业、信息技术企业、电信运营商等合作,构建面向智能生产线、智能车间、智能工厂的低时延、高可靠的工业互联网试验床。支持有条件的地区建设连接多地、多方参与、安全可靠的工业互联网试验网络,为工业互联网领域基础研究、技术创新、应用创新提供验证服务。在重要的工业行业领域开展应用示范,鼓励龙头企业与科研机构加强合作,开展协同攻关和应用示范,探索行业工业互联网应用新模式,形成一批具有行业特色的工业互联网。
工业互联网涉及异构网络的融合、系统的集成、设备的互联互通以及安全性,亟须组织各方力量加快制定标准化路线图,确定标准框架。研究制定工业互联网以及各异质网络间互联互通的相关标准,制定企业内部、企业与用户之间、产业链上下游企业与企业之间数据接口标准、工业总线标准、物品编码标准以及工业互联网相关应用服务规范。建立健全互联网与制造业融合基础数据、产品标识管理等标准规范。加快制定面向工业控制、工业互联网的信息与网络安全标准。鼓励企业参与标准制定工作,推动形成跨行业跨领域标准化协作机制,开展标准行业应用试点示范。加快推动能源互联网、高精密传感网等领域的标准研制。
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