贝加莱工业自动化（中国）有限公司产品经理周靖

智能制造浪潮的到来给自动化产品和技术带来了新的机遇和挑战。作为智能制造的核心设备之一，工控机无论在产品技术、服务还是产业发展上，都已经出现了新的升级和变化，其在智能时代所充当的角色也变得越来越重要。据专业报告分析，国内工控机市场年平均增速在15％以上，工控机在各行各业的潜力正不断被挖掘，市场需求日益旺盛。贝加莱工业自动化（中国）有限公司产品经理周靖对此深有感触：“近年来，在贝加莱所关注的众多领域里，如塑料、包装、印刷、能源等领域，工业PC的用量不断增长，市场潜力可期。”

打造高集成性工业PC

智能制造除了智能装备的智能化、自动化表现外，更为重要的是数据信息的搜集、整理和分析，在大数据时代更是如此。这对于工控机产品的性能和功能无疑提出了新的需求。正如周靖所言：“因为贝加莱的业务在机器控制，而现在的机器控制不仅包括逻辑、运动控制，还会运行一些其它任务，如塑料行业用户需要基于Web的HMI设计，可以基于mappVIEW在Panel PC上开发更为易于操作、直观的画面，可以提供报警、趋势、在线工艺、OEE、能源、维护等多方面控制任务以外的任务。而在包装工业里，例如药品包装设备，用户需要集成在线的视觉检测，那么视觉的任务就可以运行于工业PC，而在光伏切片设备上，贝加莱的工控机还能为客户提供针对机器学习算法运行的环境，可以实现基于状态的预测性维护任务，这些都是满足了用户更高层面，即在机器之外的生产运营管理、数据呈现、智能分析方面的需求。”

由这些应用案例可以看到，工业PC与控制正在难以区分，传统产品思想里把这些分为PC、PLC、HMI、DCS，这些今天在算力、存储、HMI成本不断降低的情况下，完全可以集成于一体。

正是基于这样的发展趋势，周靖认为工业PC目前比较显著的特征就是更高的集成性：“传统的IPC通常不参与控制，而仅作为一个工业级的PC运行Windows任务，包括测量、显示及一些非实时计算。而贝加莱早在2004年即推出Windows+RTOS，即Windows Embedded和Automation Runtime融合的工业PC将Windows任务与实时控制集成于一体，其设计主旨在于发挥PC处理能力，将复杂任务集成于一体，PC与PLC的集成是一方面，另一个集成在于将HMI和APC集成，即Panel PC系列，HMI显示与PC、PLC集成于一体，第三个层次的集成则是软硬件一体的集成，包括将应用软件与硬件集成，如贝加莱的OrangeBOX就扮演一个Edge Controller的角色，而APROL也可以运行于PanelPC作为一个SCADA/DCS运行架构，针对小型车间、产线的任务集成。”

布局工业互联网

作为开放自动化技术领导者，贝加莱一直致力于领先的产品技术，并紧密与应用结合。工业互联网正在成为产业热点，而云计算与边缘计算也快速成为了产业关注的焦点。为此贝加莱提前布局了相应的产品与技术：

一是OPC UA的集成。OPC UA已经被定义为Industry 4.0和IIC的通信协议，贝加莱已经为所有的产品线集成了OPC UA通信能力，包括其智能装备开发平台Automation Studio、APROL智慧工厂平台，以及基于OPC UA的安全集成。

二是针对本地数据采集的OrangeBox。除了基础的通信，必须有应用集成于云计算/边缘计算的节点，OrangeBox提供了一个针对这样的通信集成网关，将OEE功能、能源功能、显示功能集成于OrangeBox。通过OrangeBOX对OPCUA、MQTT、REST等IT传输协议的支持，自动化产线的数据将被纳入到整个物联网与大数据平台，借助于开放的应用软件、分析软件，数据将被用于智能的指导生产的应用如路径规划、能耗调节、缺陷反馈、排产等“生产策略”类的应用中。

三是贝加莱的首款云应用APM（Asset Performance Monitor），即资产性能监控。它基于ABB跨行业、一体化的数字化解决方案ABB Ability TM，通过为OEM厂商提供现场所有机器的可靠概览，使他们能够确定潜在的改进，将服务运营提升到新的水平，并开启新的商业模式和收益流。资产性能监控可以全天候地提供生产率、能耗和温度等相关数据。用户可以定义所需的信息，应用程序会自动计算关键绩效指标（KPI），例如设备综合效率，并提供机会改进。贝加莱的云应用运行在ABB Ability TM上。安全性和数据完整性通过最先进的安全标准和传输协议得以保证。

Microsoft Azure基础架构可以确保可靠地访问全球范围内的ABB Ability TM服务，其中包括了具有人工智能和机器学习功能的未来云应用的所有先决条件。

引导软硬件一体化趋势

在工业互联飞速发展的大趋势下，工业现场除了现场数据的横向联系、搜集、汇整之外，还需要与决策端双向沟通，在决策端将数据转化为信息与更进一步的商业决策后，反向下达指示到场端执行。在这些过程中，工控机不再仅仅是工业控制基础，需要进一步整合软件与硬件。对此，周靖表示：“贝加莱在整个自动化领域一直是以需求导向，而贝加莱服务的用户都是全球顶级制造商，这使得我们很早就把握到先机，设计这种软硬件一体化的产品。”

据周靖透露：贝加莱正在为其工控机系统引入一个虚拟机管理程序Hypervisor。该技术允许Windows或Linux与贝加莱自己的实时操作系统Automation Runtime并列运行。例如，它可以使用户能够在单台PC上将控制和HMI应用程序结合到一起，或者可以实现一机两用，使工业PC同时兼具实时控制器和边缘控制器双重功能，将预处理数据通过OPC UA发送到上位系统和云端。

Hypervisor技术提供虚拟网络连接，允许应用程序在操作系统之间交换数据。就像通常的以太网接口一样，这里的数据交换使用的是标准网络协议。使用一块未分配给任一操作系统的预留内存区域，用来数据交换，以替代电缆的功能。用户可以在贝加莱的Automation Studio软件开发环境中配置该虚拟机管理程序，并分配硬件资源。该监管软件的配置是针对每个系统分别定义的，这样一来，就为资源的利用提供最大的柔性。以前的并行系统解决方案是针对特定的Windows版本定制的，而贝加莱的这套监管软件与用户使用哪些操作系统完全无关。Hypervisor技术提供给客户的为一台设备，同时运行常规的非实时操作系统即通用操作系统（Windows/Linux）与Automation Runtime实时操作系统解决方案。此方案可轻松实现实时高频任务与数据存储、人工智能、图像识别、人机交互等在通用操作系统上广泛使用的应用的相互结合。因实时系统与非实时系统互不干涉，独立运行，独占资源，通过接口交互数据，即可作为工控领域与IT领域应用相结合的完美解决方案。

软硬件一体化是趋势，而贝加莱就是这个趋势的引领者。这是基于此，周靖对于贝加莱工业PC产品未来将一如既往地为用户提供最佳的体验充满信心：“贝加莱的优势在于软件，首先是基础的操作系统，就像HyperVisor能够将多操作系统融合在统一架构中运行，确保之间的信息交互；其次是在软件独立于硬件，软件独立于操作系统平台的设计理念方面的领先性；第三个层次在于我们的应用软件，基于标准的PLCopen开发的mapp系列应用模块，使得可以针对用户的需求自由组合，并在不同的硬件平台上运行，mapp不仅针对控制任务，mappVIEW针对HMI，mappService针对售后服务、mappOEE针对运营管理、mappAudit针对电子签名认证，mappMOTION能够将伺服与最新的ACOPOStrak融合实现最灵活的产线设计。”

摘自《自动化博览》2019年11月刊