CODESYS是怎么在技术上布局智慧工厂云服务的?

CODESYS控股集团大中华区技术工程师王志强先生,在恰佩克现场为我们带来了CODESYS实现智慧工厂云服务的Automation Server开发平台技术。看完他的主题分享希望也能为你带来思考。

智慧工厂的搭建,不单单是边缘计算、云计算等一些技术的加入,它其实是从机器到云一个自下到上的,多种前沿技术的协作。王志强先生开门见山的点出。“今天主要从五个方面介绍CODESYS对于智慧工厂实施的解决方案,首先是工程开发,第二是人机交互,第三是总线技术,第四是运动控制以及客户定制化需求,最后是CODESYS对于工业4.0的理解。”

他讲到,首先项目开发,对于IT工程师来说,目前使用的语言大多可能是C/C++、Java等,但对于工控行业,使用更多则是LD、SFC、IL。因此,IT和OT这么多复杂的,不同逻辑方式,不同结构的编程语言,如果想融合在一块,其实是一件很困难的事,并且如果要全部掌握所有的编程语言,则会是繁杂甚至不能实现的事情,这为我们工程或项目的开发带来了很大的挑战。CODESYS通过把所有IT,OT使用最广泛的语言都集成到一个平台上,打破了这些语言交互的壁垒,形成CODESYS上位编程环境平台。

“项目开发以后,下一步重要工作是维护工作。目前大多数的项目现场要使用很多不同厂商的硬件产品,不同的控制器,多种模块,各种现场总线,造成了我们繁重的在线维护工作。CODESYS设计了一个统一的设备模型--Gateway,使用这个模型可以更便捷的维护设备。目前支持这一设备模型的有abb、施耐德、KEBA等超过500多家控制器制造商。”

王先生骄傲的为我们介绍到,“与项目开发同时进行的是人机界面的开发,不管科技发展到什么程度,人类生产出来的机器总是要跟人进行交互。目前对于Web端,工程师使用的可能是HTML5技术,对于工业人机交互,使用的可能是各种组态技术,对于移动端又可能使用了诸如QT,java等技术。这么多人机界面开发的工具和技术,为项目开发人员带来了很大的挑战。”

王志强先生指出,目前CODESYS人机交互有几种方式,分别是本地可视化、网络可视化、在线监控和HMI。显控一体设备开发时,相当大的一部分工作是图形化界面的集成,本地可视化很好的解决这一难题。网络可视化也很好地解决了人机交互界面在不同设备之间的适配问题。在线监控很好的解决了控制器里边数据监控的问题。另外CODESYS也针对HMI设备推出了专门的HMI开发包。并且所有这些人机交互的开发工作,都集成在CODESYS上位编程平台中,CODEYS使人机交互的开发变得更高效。

他提出,在总线技术上,每家总线都各有优点。我们不去提倡支持某种总线技术,我们也不会去开发我们自己的总线协议标准,不是CODESYS没有这个实力,而是CODESYS是一家OPEN的公司。CODESYS把所有主流的总线标准,所有主流的总线协议都集成在CODESYS系统里面。目前支持的总线包括EtherCAT、PROFIBUS、PROFINET、CANopen等。

智慧工厂的搭建少不了运动控制,对于运动控制技术,CODESYS支持PLCopen1、2、4部分的编程标准,同时它集成了机器人运动学模型,也开放出了机器人模型接口。

“我们是一家软件公司,我们的目标是用软件来编程自动化,通常讲,我们开发出来编程环境,然后通过编程环境编程以后,将二进制代码下载到控制器从而进行控制,对于普通自动化公司来说这可能就够了,但对于CODESYS来说,这远远不够,我们还要能够做到对编程环境进行二次开发。这就是我们的Automation Platform技术平台。BeckHoff把运动控制模块、编程模块等从Automation Platform中拿出来,然后集成在Visual studio里面,做成独具风格的TwinCAT 3。而Keba通过Automation Platform把第三方组态软件和CODESYS编程环境融合起来,造就了专业的开发平台KeStudio。像国内汇川使用Automation Platform开发了InoProShop,它的创新点在于用图片形式直观展示他们的设备连接情况。并且这些Studio,都是具有自主产权的”

王志强先生说到,“安全是一个很庞大的学科,工业控制器的安全认证,包括CPU安全认证、实时系统安全认证,编程环境安全认证,以及整个系统的安全认证。CODESYS可以为客户提供符合sil2和sil3安全标准的安全控制器的开发平台,我们的实时系统核和我们的上位编程环境均符合安全标准,并且我们能够提供相应的认证证书”

他再次强调道:“我们是一个软件公司,我们目标是从机器到云端,每一层都能提供给客户相应的软件方案。目前来看,对于最下层的边缘计算,CODESYS有自己的高可靠性的实时系统核。对于中间的雾计算,CODESYS有网关来进行支持。对于云层,CODESYS有Automation Server技术,它是一种IIOT技术”

每一层在技术上实现后,就是要解决层与层之间的交互问题,边缘控制器如何跟云数据进行交互呢?王志强先生提出,OPCUA是当前大家推崇的跨平台的通信交互方式,目前CODESYS支持完整的OPC UA功能,CODESYS通过把OPC UA Server集成在边缘控制器里面,从而达到跨平台交互的目的。CODESYS 还支持另外一种数据交互方式,通过HTTPS实现云数据交互,目前它的加密有两种方式,一种通过IEC库实现加密,另外一种通过数据指向编辑器来进行加密。

为了解决现有工厂里面各种设施已经搭建好,又不可能再重新购买一套CODESYS软件方案来搭建智慧工厂的问题。CODESYS给出的方案是Smart sensor,你可以在您的系统中加入任意一台基于CODESYS开发的控制器,而这个控制器就是一个Smart sensor,他可以用来完成数据采集、边缘计算、雾计算以及云计算的协作。

他解释道,“Automation server技术是一个很强大的技术,这个技术的基础版其实各家都有,比如说可以把当前设备的状态分析放到云端,把配方放在云端。而Automation server则更强大,它目前还可以把程序编辑、应用备份、资质认证、用户管理等放在云端。同样,如果对于一个普通的自动化公司来说,做到这里可能就心满意足了,但对于CODESYS来说,这还不够,我们还要支持一个更强大的功能--代码的自动分析、自动校验、自动加载功能,可以能够使控制器在空闲时间分析当前工厂里面机器的状态,分析代码是否完善,在下一次设备运行时,对设备的运行进行优化。”他补充道:“我们还可以通过Automation server远程更换控制器,下载应用,移除控制器等功能”。现场工程师纷纷拍照纪念,更有迫不及待和王先生交换名片,现场一度热闹非凡。

CODESYS站在技术层面的深度剖析和思维原理解释,对于技术的同学,不可谓是一场饕餮盛宴。看完是不是意犹未尽呢,欢迎关注我们,后续有更多精彩报道哦。

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