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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。

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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?！?/p>

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?！?br/>

摘自《自動化博覽》2019年11月刊