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控制系統(tǒng)

倍福 | 基于PC的控制技術(shù):umati接口標準的推動力

2025China.cn   2021年07月23日

  通用機床技術(shù)接口標準(umati)將有望解決大家所熟悉的很多難題,挖掘新的潛能來創(chuàng)造附加值。umati 是一個基于 OPC UA 的通用接口,機床和系統(tǒng)可以通過該接口與上位控制器進行數(shù)據(jù)交換。

  在現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計和運行中,將各種機床整合到控制系統(tǒng)中,會產(chǎn)生比較大的成本支出。通常,造成這種支出的主要原因是各種控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)范圍不同,以及在工業(yè)環(huán)境中的信息結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和呈現(xiàn)形式方面缺乏通用性的標準。

*通過使用現(xiàn)場總線和上游工業(yè) PC 使得不帶 OPC 服務(wù)器的老舊機床具有 umati 功能。

可能的新應(yīng)用

  作為自動化領(lǐng)域的專家,倍福認為,將 umati 作為基本方向?qū)砭薮鬂摿?,不僅可以解決控制系統(tǒng)連接等現(xiàn)有問題,還可以開發(fā)基于 PC 控制技術(shù)的新應(yīng)用。倍福最近展示了很多有趣的方法;在最簡單的情況下,機床控制系統(tǒng)和 OPC 服務(wù)器在同一臺工業(yè) PC 上運行。這種策略非常有效,因為受控過程和 OPC 服務(wù)器之間的接口僅使用軟件來實現(xiàn)。工業(yè) PC 不僅具有集成到 IT 環(huán)境中所需的接口,而且還能夠硬實時地控制最復(fù)雜的工作流程(例如,使用 TwinCAT 自動化軟件),因此能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標。這樣可以直接從 TwinCAT CNC 提供機床的配套規(guī)范。但機床控制和 OPC 服務(wù)器也可以布署在單獨的設(shè)備上。無論是經(jīng)過深思熟慮后確定設(shè)計,還是翻新改造,在這兩種情況下,PC 技術(shù)都被證明由于其良好的開放性而極為有利。工業(yè) PC 甚至可以與老舊的控制器進行通信,例如通過現(xiàn)場總線。獲取到的數(shù)據(jù)可以在本地處理,并通過 OPC 服務(wù)器提供給外部環(huán)境。這意味著現(xiàn)有的機床也可以配備 umati 接口。倍福已經(jīng)在 2019 年的 EMO 展會上展示了這個應(yīng)用場景,并在德國機床制造商協(xié)會(VDW)的 umati 展示中集成了多個第三方制造商提供的控制器。

*工業(yè) PC 不僅可以用作 OPC 服務(wù)器,還可以用于實現(xiàn)其它各種任務(wù),例如,用作邊緣控制設(shè)備。

同樣適用于新產(chǎn)品和翻新改造

  工業(yè) PC 也可以用作多臺機床的 umati 總服務(wù)器。例如在一個生產(chǎn)單元內(nèi),與機床的連接可以通過現(xiàn)場總線連接或 umati 實現(xiàn)。從單臺機床的角度來看,工業(yè) PC 可以用作 OPC 客戶端。在實際應(yīng)用中,上述例子并不總是能彼此清楚地分開。通常情況下,轉(zhuǎn)換點是一直變化的。但有個特點是,工業(yè) PC 永遠不必簡化為純粹的 OPC 服務(wù)器功能。平臺的開放性和可擴展性可以實現(xiàn)量身定制的解決方案,帶來高附加值。例如,一個總服務(wù)器可以同時作為一個具有 PLC 和 NC 功能的單元控制系統(tǒng),而作為翻新改造部分安裝的工業(yè) PC 可以提供額外的狀態(tài)監(jiān)測功能,包括連接所需的傳感器并實時分析傳感器。范圍包括:從二進制信號的簡單統(tǒng)計分析,一直到電能測量技術(shù)和重要組件的復(fù)雜頻率分析。計算得出的狀態(tài)變量可以直接整合到所提供的 umati 數(shù)據(jù)中。同時,這些信息也可以用作機器學習算法的輸入數(shù)據(jù)。TwinCAT 利用之前未知的因果關(guān)系在工業(yè) PC 上實時執(zhí)行這一任務(wù)。這樣可以提高效率,早期檢測和預(yù)防潛在的機床故障?,F(xiàn)有的機床不僅可以融入 umati 世界,它們還將能夠面向未來。如果所需的的 PC 和 I/O 防護等級達到 IP 65 或更高,就可以將它們直接安裝在機床上,無需改動控制柜中現(xiàn)有的安裝配置,即可實現(xiàn)簡明、完善的解決方案。umati 的概念雖然還不成熟,但很明顯,鑒于基于 PC 的控制技術(shù)可能的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,它將成為實現(xiàn)跨行業(yè)互操作性的關(guān)鍵因素。

(轉(zhuǎn)載)

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