四十年前,当倍福将工业计算机提升至中央控制系统的地位时,一场范式转变悄然发生。四十年来,基于 PC 的控制技术一直将 IT 标准与摩尔定律的强大力量直接赋予机械与系统工程师。通过将 PLC、运动控制以及测量技术、机器人技术和机器视觉等技术集成到一个统一的平台中,如今,用户不仅能享受卓越的性能,还能显著节省成本和空间。
20 世纪 80 年代,工业生产的主要特征是采用基于硬件的传统 PLC。PLC 虽然可靠,但缺点也很明显:缺乏灵活性、成本高昂,且计算能力有限。1986 年,倍福针对这些局限性推出了第一套基于 PC 的设备控制系统,它显著提升了目标应用 — 一台双头斜切锯 — 的生产效率。
PLC 功能与硬件的解耦
决定性的技术步骤在于将 PLC 功能从专有硬件中抽象出来,转变为基于工业 IT 组件的高度灵活解决方案。倍福通过为标准操作系统开发自有实时扩展 — 最初主要面向 Windows,此后也支持包括 TwinCAT/BSD® 和 Linux® 在内的其它系统 — 确保了系统的确定性。设备制造商因此能够直接受益于 IT 领域的快速创新周期和不断提升的处理器性能。
高速通信
为了将工业 PC 不断提升的计算能力直接应用到现场层,需要配备合适的 I/O 系统。因此,倍福为其基于 PC 的控制技术配套开发了自己的通信系统。最初,数据传输通过 Lightbus 总线进行。2003 年推出的 EtherCAT 如今已成为全球标准,被各行业及市场的用户广泛采用。与此同时,今年迎来 30 周年的 TwinCAT 自动化环境为软件层面提供了基础。自上市以来,TwinCAT 已发展为一套整体解决方案,将所有自动化功能集成于一个统一的软件平台。除了经典的逻辑控制和运动控制外,其功能范围还包括安全技术、测量技术、HMI、物联网连接,以及图像处理、机器人技术和工业 AI 工具。例如,通过基于 PC 的控制器实现所有流程的最佳同步,可为用户在动态性能和精度方面带来巨大优势。
更高可扩展性,更少接口
从当今的角度来看,基于 PC 的控制技术这一成功理念,凭借其卓越的可扩展性和显著减少的接口数量而令人瞩目。这种方法能够将所有设备功能— 从简单的 PLC 到高度复杂的机器人控制 — 整合到单个控制器中。这样不仅能够节省空间、时间和成本,还能消除分布式控制器之间的延迟。
公司创始人兼全球总裁 Hans Beckhoff 总结道
“一台高性能工业 PC、一个同样功能强大的现场总线接口(连接传感器和执行器等外围设备),以及具备实时能力的运动控制和逻辑控制软件,就已足够。”
—— 公司创始人兼全球总裁
Hans Beckhoff
实体 AI 的基础
在基于 PC 的控制技术问世四十年后的今天,行业正逐渐摒弃专有的黑盒子解决方案,转而关注开放、标准化系统的未来可行性。毕竟,基于 PC 的控制技术为所需的 IT/OT 融合以及机器学习和实体 AI 等前沿技术提供了理想的基础。在其诞生 40 周年之际,基于 PC 的控制技术已充分证明其为制造业提供了面向未来、高性能的发展基础。
关于倍福
倍福(Beckhoff)是一家专注于自动化新技术的德资企业,创立于1980年,总部位于德国威尔市。作为全球自动化技术的驱动者,倍福定义了自动化领域的许多标准,是国际标准的制定者和推动者。公司所生产的工业 PC、I/O 和现场总线组件、驱动技术、自动化软件、无控制柜解决方案以及工业图像解决方案既可作为独立的组件使用,也可将它们集成到一个完整的控制系统中,适用于各个行业领域。经过40多年的发展和努力,倍福已在世界各地设立40家分支机构,加上全球的合作伙伴,业务遍及75个国家和地区。
倍福于1997年进入中国市场,中国区总部落户于上海市北高新产业园区,现有员工370人,办事处遍及国内30座大中城市。创新产品和解决方案广泛应用于半导体、光伏太阳能、风力发电、锂电池制造、电子制造、汽车制造、机器人、数控机床、包装机械、烟草机械、塑料加工、物流输送、流程工业以及智能建筑等众多领域。
公司倾力推广的 EtherCAT 实时工业以太网于2014年成为中国国家推荐性标准,并已入编工信部的《国家智能制造标准体系建设指南》。作为一家技术驱动型公司,倍福一直注重在技术上寻求突破创新,在业内享有“创新引擎”的美誉。倍福基于PC的控制技术具有良好的开放性,它支持所有主流的工业通信协议,将IT技术、互联网和自动化技术完美融合在一起,为实现工业 4.0 和智能制造奠定了坚实的技术基础。
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