————《SPS雜志》專訪BECKHOFF創(chuàng)始人兼董事長Hans Beckhoff先生
編者: 今年,Beckhoff公司正在回顧它25年在工業(yè)電子領(lǐng)域的企業(yè)發(fā)展史。 德國《SPS雜志》的主編Kai Binder先生在采訪公司的創(chuàng)始人兼董事長Hans Beckhoff先生時(shí)談到了開放式自動化系統(tǒng)的發(fā)展以及用戶從中獲得的收益。
1980年Beckhoff的自動化技術(shù)處于什么狀況?
Hans Beckhoff:
在過去的二十幾年中,我們的企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的工藝技術(shù)得到了發(fā)展壯大, 尤其是在公司初創(chuàng)的那幾年。我們的第一個客戶給了我們一項(xiàng)基于繼電器的液壓機(jī)程序控制任務(wù), 我們把此程序控制轉(zhuǎn)變?yōu)樽约貉兄频奈⑻幚砥骺刂啤S纱碎_始,為了實(shí)現(xiàn)這類特殊應(yīng)用的解決方案,我們在1982年開發(fā)了雙層歐洲標(biāo)準(zhǔn)卡規(guī)格的普通模塊化控制系統(tǒng), 并優(yōu)化了它在運(yùn)動控制方面的應(yīng)用。 我們的成功突出地表現(xiàn)在我們的多功能主板上, 它在當(dāng)時(shí)就具有了三軸運(yùn)動控制的完整功能。這使我們領(lǐng)先于那些還在利用專業(yè)硬件來實(shí)現(xiàn)同樣功能的競爭對手。當(dāng)時(shí),我們能把所有的硬件用一塊電路板來代替,并可提供更多的功能,且具有較高的性價(jià)比。這為最初幾年公司的成長奠定了基礎(chǔ)。
在Beckhoff發(fā)展中的第二個大的飛躍是采用工業(yè)PC作為控制平臺。Beckhoff 是怎樣想到用工業(yè)PC來控制機(jī)器的呢?
Hans Beckhoff:
作為我們的主要產(chǎn)品,完全由我們自己研制的微處理器系統(tǒng)包含了所有必備的擴(kuò)展用板卡(圖形卡、控制卡、I/O卡等)。那時(shí),采用這種微處理器系統(tǒng)我們已經(jīng)可以控制相當(dāng)大的機(jī)械和設(shè)備。1985年,有一個木材加工機(jī)械的項(xiàng)目要求我們存儲大量的加工程序而擴(kuò)大硬盤的存儲量。 由于時(shí)間的緣故,我們不便開發(fā)自己的硬盤控制器(這在當(dāng)時(shí)是一項(xiàng)工作量非常大的任務(wù)),而是在控制系統(tǒng)中用一臺IBM-PC-XT作為存儲子系統(tǒng)取而代之。在項(xiàng)目接近尾聲時(shí)我們明顯地看到, 基于16位的Intel 286 PC存儲子系統(tǒng)比我們的8位處理器功能更強(qiáng),使用范圍更廣。得出這樣的結(jié)果從開發(fā)者自尊的角度看,是一件令人不愉快的、近乎苦澀的事情。然而使我們企業(yè)感到驕傲的是,我們沒有在新技術(shù)面前止步不前,而是積極地把新技術(shù)推向前進(jìn)。即使為此需要改變現(xiàn)有的成功產(chǎn)品或接受新的任務(wù)也在所不惜。就這樣,我們在1985/86年徹底改變了產(chǎn)品理念。我們決定把在基于微處理器的機(jī)械控制和定位控制中獲得的技術(shù)訣竅傾注到軟件上,并使之在PC上運(yùn)行,從而把PC本身78于687作為一個設(shè)備控制系統(tǒng)來使用。當(dāng)時(shí),我們采用MS-DOS作為操作系統(tǒng),該操作系統(tǒng)帶有我們自己擴(kuò)展的實(shí)時(shí)核。我們在C語言中完成運(yùn)算,雖說這是一個正確的決定,但在當(dāng)時(shí)并不是一個理所當(dāng)然的決定,因?yàn)樵谀菚r(shí),至少在歐洲,首推Pascal語言。
Beckhoff的第一臺PC控制器是何時(shí)投入使用的?
Hans Beckhoff:
PC控制器開發(fā)出來僅僅幾個月之后,1986年首臺基于PC的控制器被安裝在雙刀斜切鋸上,用于門窗加工。這項(xiàng)成果另人振奮:我們突然有了帶有軟驅(qū)、大屏幕和高性能CPU的機(jī)械控制器! 生產(chǎn)數(shù)據(jù)可從軟驅(qū)直接讀入,高效的附加程序,比如,優(yōu)化切割的程序可直接在機(jī)械控制器上運(yùn)行。為此,門窗加工行業(yè)大受鼓舞,緊隨其后的是木材加工行業(yè)。今天,基于PC的控制技術(shù)已受到各種行業(yè)的青睞。這些成就為我們的企業(yè)增添了光彩。我認(rèn)為,我們是基于軟件的控制技術(shù)的開路先鋒,并在技術(shù)發(fā)展史中撰寫了輝煌的一章。
基于軟件的控制技術(shù)是的Beckhoff基本技術(shù)嗎?
Hans Beckhoff:
無庸置疑!用軟件來解決自動化問題及提供普通開放式硬件平臺的理念,從1985年起就已貫穿到本公司的發(fā)展歷程?,F(xiàn)在它已成為我們技術(shù)創(chuàng)新和成功的中心環(huán)節(jié)。在這一點(diǎn)上,我們明顯有別于其他采用嵌入式設(shè)備實(shí)現(xiàn)類似功能的供應(yīng)商。嵌入式通常意味著軟件與硬件之間不可分離。雖然我們認(rèn)為這是可行的,但從我們的角度來看,這種方案缺乏技術(shù)層面的創(chuàng)新。以軟件形式實(shí)現(xiàn)的功能必須從硬件中分解出來,并能夠在開放式平臺上加以實(shí)現(xiàn)。對此,我們的用戶和客戶評價(jià)極高,因?yàn)槲覀儧]有把他們束縛在一個封閉的專用硬件或軟件系統(tǒng)中。
開放性給客戶帶來了什么?機(jī)器真的變得更快、更安全、更高效了嗎?
Hans Beckhoff:
我們的開放性體現(xiàn)在三個層面:CPU, I/O和軟件。第一層面是CPU,也就是PC。這種可優(yōu)化使用的PC的結(jié)構(gòu)形式多種多樣。由于采用標(biāo)準(zhǔn)化的PC內(nèi)部結(jié)構(gòu),使開放性在不依賴Beckhoff的情況下通過Intel 和Microsoft的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品加以實(shí)現(xiàn)。我們的軟件程序包TwinCAT和現(xiàn)場總線接口卡不僅能在Beckhoff的PC上運(yùn)行,還可在其他的產(chǎn)品上運(yùn)行。它和那些讓用戶依賴于CPU(硬件)生產(chǎn)商的傳統(tǒng)PLC相比有明顯的不同。我們的客戶可從價(jià)格和性能的角度,在國際市場上自由選擇他們所青睞的產(chǎn)品。第二個層面是I/O。通過現(xiàn)場總線端子系統(tǒng)、總線端子盒和驅(qū)動系統(tǒng),我們可為180多種信號類型和所有重要的通訊系統(tǒng)提供一個自動化工具箱供您選用。目前,我們的控制技術(shù)支持17種不同的通訊系統(tǒng),從PROFIBUS到CANopen、光導(dǎo)總線、SERCOS 、Modbus到各式各樣的以太網(wǎng)等等。在這里,我們的用戶擁有很大的選擇余地,并且可隨時(shí)通過與其他產(chǎn)品的組合擴(kuò)大選擇范圍。為了使I/O層面與CPU耦合,在邏輯I/O和物理I/O之間建立一個高效的抽象化層面是必不可少的。我們的TwinCAT系統(tǒng)管理器恰好提供了這一保證。原則上講,即便不具備對物理I/O的準(zhǔn)確認(rèn)識,同樣可以配置一套自動化應(yīng)用系統(tǒng),這使我們的客戶可相對自由地選擇外圍設(shè)備。第三個層面是軟件。我們的自動化軟件TwinCAT是一個綜合性平臺,在此平臺上有各種高性能的軟件模塊,如PLC、運(yùn)動控制、CNC、數(shù)控系統(tǒng)、調(diào)節(jié)技術(shù)、測量技術(shù)、通訊及可視化處理。并且通過新的軟件模塊可進(jìn)一步擴(kuò)大TwinCAT的性能。在這里,開放性同樣是我們控制系統(tǒng)的重要組成部分。我們的用戶在過去和現(xiàn)在從中獲得哪些好處呢?很簡單:更高效、更有價(jià)值的機(jī)械控制!從客戶那得到的信息反饋中我們得知,采用PC控制技術(shù)大大減少了程序循環(huán)時(shí)間,使新的智能運(yùn)算成為可能;相對于傳統(tǒng)控制技術(shù)而言,它使成本降低了50%。對使用者來說,首先是變得更獨(dú)立了,也就是說,不再依賴系統(tǒng)供應(yīng)商了。
貴公司成立以來25周年的后半期是靠什么發(fā)展起來的呢?
Hans Beckhoff:
從一個威斯特法倫州的一人小公司到擁有600名員工、13個遍布全球的辦事處的發(fā)展歷程中,公司樹立了許多對它的成長起決定性作用的里程碑。一些大的技術(shù)進(jìn)步得益于堅(jiān)持不懈地追求PC控制理念:1989年,我們推出了基于光纖電纜的快速現(xiàn)場總線-光導(dǎo)總線;1990年開發(fā)出第一塊多功能PC主板;1995年推出了我們的現(xiàn)場總線端子系統(tǒng),并對市場上現(xiàn)場總線模塊的結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生了根本的影響;1996年推出了TwinCAT - 第一個高度集成的在Windows下運(yùn)行、有PLC和運(yùn)動控制功能的實(shí)時(shí)軟件包;1998年,控制面板;2002年,CX1000 – 安裝在導(dǎo)軌上的模塊化PC;2003年,EtherCAT (Ethernet for Control and Automation Technology)。我們希望,在不久的將來能繼續(xù)豐富這個產(chǎn)品清單,并不斷擴(kuò)大銷售網(wǎng)絡(luò),使企業(yè)不斷地邁向國際化。
Beckhoff的營業(yè)額在2004年時(shí)增長了31%。公司的目標(biāo)是,每十年?duì)I業(yè)額翻十倍。這樣一個年復(fù)一年的經(jīng)濟(jì)增長怎樣去實(shí)現(xiàn)呢?
Hans Beckhoff:
首先,我當(dāng)然知道我們的目標(biāo)野心十足,或許我們完全有可能達(dá)不到這一目標(biāo)。但是,人不能把目標(biāo)定得太低!這里有四點(diǎn)有助于我們發(fā)展的要素:第一點(diǎn),我們慶幸全球自動化市場每年都在增長。第二點(diǎn),我們的自動化產(chǎn)品類型,即基于PC的控制技術(shù)、分散的I/O和以太網(wǎng)技術(shù)在自動化領(lǐng)域中的地位越來越高,并且正以它們的優(yōu)勢排擠傳統(tǒng)技術(shù)。迅速發(fā)展的自動化工業(yè)對技術(shù)含量的要求在快速地增加,而我們擁有這樣的技術(shù)。這是兩個相輔相成的基本發(fā)展要素。由于Beckhoff擁有的基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用范圍很廣,通過擴(kuò)大銷售面自然可以提高營業(yè)額。這就是說,擴(kuò)大銷售已成為增長戰(zhàn)略的一個重要組成部分,不僅是在德國,在其他國家也是如此。目前,我們營業(yè)額的40%來自出口。按照ZVEI(德國電氣工業(yè)協(xié)會)的統(tǒng)計(jì),大約75% 至80%的德國自動化工業(yè)依賴于出口。由此看來,在這方面我們還有很大的商機(jī)。第四點(diǎn)是不斷引入市場的新產(chǎn)品和新技術(shù)。本公司將不時(shí)地重點(diǎn)推出一些新產(chǎn)品。 我們將沿著這條思路持續(xù)地發(fā)展下去。
將有哪些新產(chǎn)品添補(bǔ)您的自動化系統(tǒng)呢?
Hans Beckhoff:
令我們高興的是,EtherCAT (意為:用于控制和自動化技術(shù)的以太網(wǎng))已在市場上(包括國際市場)產(chǎn)生了共鳴。目前,已有180多家公司成為EtherCAT技術(shù)協(xié)會的成員,這后面蘊(yùn)藏著對這項(xiàng)技術(shù)的濃厚興趣。世界各地都有人在用EtherCAT進(jìn)行開發(fā),包括我們此前未曾期待的領(lǐng)域。這將開辟一個嶄新的市場。作為EtherCAT的發(fā)明人,我們希望能憑借自己的產(chǎn)品在市場上獲得較大的份額。今后EtherCAT產(chǎn)品將在控制、I/O和驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)展。此外,我們還把PC控制理念作了細(xì)分,PC控制將會越來越多地被應(yīng)用在中小型控制系統(tǒng)中。隨著新的IPC系列的面市,我們也有了1000歐元以下的解決方案,比如,裝在總線耦合器外殼中的Windows-CE控制器的最低售價(jià)只有400歐元。
在今年下半年,我們針對安全性解決方案TwinSAFE,將對相應(yīng)的產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證并可逐步供貨。TwinSAFE總線端子可以連接所有通用的安全傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),可以和一個支持PROFIsafe的安全控制器一起運(yùn)行,或者通過TwinSAFE邏輯總線端子KL6904獨(dú)立運(yùn)行。安全的通訊是通過PROFIsafe協(xié)議或TwinSAFE協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。
另外,我們在面向行業(yè)的解決方案中也看到了潛在的商機(jī)。我們的自動化技術(shù)和控制技術(shù)是非常通用的,從產(chǎn)品本身來說,在應(yīng)用時(shí)不受行業(yè)限制。但將來我們也要把面向行業(yè)的產(chǎn)品推向市場,比如用于樓宇自動化的硬件和軟件。
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