今天的自動(dòng)化硬件和軟件，比獨(dú)立的機(jī)器控制更容易集成。只需要提供一種集成的開發(fā)和編程環(huán)境，就可以一種平易近人的、有凝聚力的方式呈現(xiàn)自己。

選擇一種編程語言還不夠，這只適用于直接的機(jī)器應(yīng)用程序?，F(xiàn)在，機(jī)器自動(dòng)化要求集成更多功能：HTML5人機(jī)界面（HMI）、輸入/輸出（I/O）、順序邏輯、運(yùn)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)安全、機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、視覺、安全機(jī)器人和運(yùn)動(dòng)、狀態(tài)和能量監(jiān)測(cè)、機(jī)器對(duì)機(jī)器通信?？膳c多個(gè)生產(chǎn)模塊和智能跟蹤系統(tǒng)、邊緣和云通信以及接口的協(xié)調(diào)。

企業(yè)需求的不僅僅是直接控制功能。制造企業(yè)越來越需要通過數(shù)字雙功能集成報(bào)告、數(shù)據(jù)庫管理和機(jī)器模擬，以進(jìn)行初始設(shè)計(jì)和持續(xù)優(yōu)化。

這些功能需要對(duì)自動(dòng)化軟件平臺(tái)采用全面的、自下而上的方法，該平臺(tái)可擴(kuò)展、模塊化、有記錄、可重復(fù)使用，并且基于IEC61131-3編程語言標(biāo)準(zhǔn)。如今，自動(dòng)化技術(shù)公司可提供全面的功能，包括單軸和多軸運(yùn)動(dòng)、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）、配方和報(bào)警功能、用戶管理和審計(jì)跟蹤、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如OMAC包裝工作組的PackML）和網(wǎng)絡(luò)診斷等。

許多出色的功能，過去僅作為第三方軟件提供，但現(xiàn)在已經(jīng)成為許多軟件包的標(biāo)準(zhǔn)功能，并且有助于更改自動(dòng)化的實(shí)施。

圖1：動(dòng)態(tài)HMI內(nèi)容（例如可縮放矢量圖形）有助于可視化復(fù)雜的制造過程。本文圖片來源：貝加萊工業(yè)自動(dòng)化

動(dòng)態(tài)人機(jī)界面

動(dòng)態(tài)HMI內(nèi)容可以更輕松地顯示復(fù)雜的制造流程。一種方法是使用窗口小部件，使用戶可以將已有的基于XML的可縮放矢量圖形（SVG）圖像設(shè)置動(dòng)畫，或者使用運(yùn)行數(shù)據(jù)從2DCAD轉(zhuǎn)換過來。

用戶將小部件拖放到HMI應(yīng)用程序中的目標(biāo)頁面上，并在那里進(jìn)行配置。在運(yùn)行時(shí)，可以從應(yīng)用程序控制圖像動(dòng)畫?？梢詫VG圖像旋轉(zhuǎn)、過渡和移動(dòng)，這節(jié)省了創(chuàng)建多個(gè)圖像序列所需的時(shí)間和成本。由于SVG圖像基于矢量圖形，因此即使放大也能保持高分辨率而不會(huì)降低圖片的質(zhì)量。

配置的靈活性

通過模塊化應(yīng)用程序，可以在不改動(dòng)機(jī)器代碼的情況下，隨時(shí)將I/O模塊添加到現(xiàn)有程序?？梢栽跈C(jī)器交付之前、甚至在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，這簡(jiǎn)化了管理機(jī)器和設(shè)備變體。可以從企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）或訂單管理系統(tǒng)生成I/O變體配置。即使添加了第三方驅(qū)動(dòng)器或模塊，也不需要工程工具。

圖2：I/O機(jī)器變體配置，可以直接從ERP或訂單管理系統(tǒng)生成，無需工程工具。

可以使用適當(dāng)?shù)呐渲霉ぞ?，直接在機(jī)器上配置其它變體和選項(xiàng)。一些開發(fā)環(huán)境包括一個(gè)工具，允許在梯形圖邏輯中更改配置，而不影響機(jī)器的主要應(yīng)用程序。無需修改機(jī)器原始軟件即可進(jìn)行調(diào)試，為最終用戶提供所需的靈活性，同時(shí)保持原始設(shè)備制造商（OEM）解決方案的完整性。

圖3：內(nèi)置了通信平臺(tái)的控制系統(tǒng)，可以自動(dòng)生成PDF報(bào)告。有一些選項(xiàng)可根據(jù)不同用戶的特定需求自定義報(bào)告。

集成視覺

另一個(gè)趨勢(shì)，是將視覺相機(jī)集成到機(jī)器控制程序中，包括智能相機(jī)、照明和先進(jìn)的圖像處理算法。這允許機(jī)器視覺和其它自動(dòng)化組件之間實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的同步，而這只需要管理一個(gè)工程工具和一個(gè)應(yīng)用程序。

PDF報(bào)告

控制系統(tǒng)可以內(nèi)置通信平臺(tái)，并自動(dòng)生成PDF報(bào)告。報(bào)告功能從控制平臺(tái)提供的任何軟件組件收集統(tǒng)計(jì)機(jī)器數(shù)據(jù)和信息?？梢宰远x報(bào)表的數(shù)據(jù)、布局和設(shè)計(jì)，用戶可以定義使用的語言和單位。

報(bào)告設(shè)計(jì)選項(xiàng)可以根據(jù)用戶的需求自定義報(bào)告。報(bào)告中可以包含圖片和表格等圖形化元素。為了防止未經(jīng)授權(quán)的訪問，可以對(duì)文件進(jìn)行加密。報(bào)告可以在指定時(shí)間通過電子郵件自動(dòng)發(fā)送，也可以由特定事件觸發(fā)。此外，報(bào)告可以保存到外部存儲(chǔ)介質(zhì)（如USB閃存驅(qū)動(dòng)器）或直接從機(jī)器發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。

大數(shù)據(jù)管理

使用數(shù)據(jù)庫集成工具箱可以更輕松地在應(yīng)用程序中部署數(shù)據(jù)庫。無論該數(shù)據(jù)庫位于現(xiàn)場(chǎng)還是位于云中，都可以將數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)層存檔到數(shù)據(jù)庫。這簡(jiǎn)化了大量數(shù)據(jù)的管理，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）數(shù)據(jù)采集和分析要求的關(guān)鍵。

制造設(shè)備每天會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須可視化、可存檔或能夠傳遞給更高級(jí)別的系統(tǒng)，以便進(jìn)行處理生成有用的信息。為控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫接口，可以直接從控制器向數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)。諸如存儲(chǔ)過程之類的通用數(shù)據(jù)庫功能，允許根據(jù)需求生成關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI），從而優(yōu)化制造過程。

機(jī)器仿真與數(shù)字雙胞胎

自動(dòng)化編程不再局限于彼此隔離的機(jī)器程序。它現(xiàn)在包括集成的生產(chǎn)系統(tǒng)，例如定義了自適應(yīng)機(jī)器的下一代智能跟蹤技術(shù)。

考慮在軌道系統(tǒng)上，與數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)其它航天系統(tǒng)協(xié)作，獨(dú)立控制單個(gè)產(chǎn)品移動(dòng)所帶來的自動(dòng)化軟件挑戰(zhàn)。每個(gè)工作站代表一個(gè)機(jī)器模塊，所有機(jī)器控制和輔助功能適用于每個(gè)產(chǎn)品、生產(chǎn)模塊和整個(gè)系統(tǒng)。

內(nèi)置仿真軟件是可視化和優(yōu)化智能跟蹤系統(tǒng)要求的有用工具。它有助于工程設(shè)計(jì)、縮短新軌道系統(tǒng)的上市時(shí)間，并在現(xiàn)有系統(tǒng)上運(yùn)行新產(chǎn)品。集成仿真軟件基于面向過程的編程。

這些仿真工具有助于確保航天飛機(jī)不會(huì)發(fā)生碰撞、超越虛擬障礙或超出配置的速度限制。符合FDA標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤也可以實(shí)施。該軟件可以將產(chǎn)品數(shù)據(jù)與相應(yīng)的航天飛機(jī)相鏈接，并使制造過程可追溯。

當(dāng)使用面向過程的編程創(chuàng)建軌道系統(tǒng)應(yīng)用程序時(shí)，軟件工程師定義航天飛機(jī)在軌道上的行為規(guī)則。當(dāng)航天飛機(jī)通過虛擬觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，規(guī)則被激活。這使得運(yùn)動(dòng)序列的實(shí)現(xiàn)更有效，并且減少了各航天飛機(jī)所需的編程量

通過集成的仿真選項(xiàng)，軌道系統(tǒng)開發(fā)人員可以運(yùn)行測(cè)試以確定最佳數(shù)量和速度，從而最大限度地提高航天飛機(jī)的吞吐量。

在仿真和實(shí)際工廠中使用相同的系統(tǒng)軟件，這樣就可以在任何時(shí)間在仿真和實(shí)際操作之間進(jìn)行切換。航天飛機(jī)如何與機(jī)器人等機(jī)械元件的相互作用也被可視化。

獨(dú)立機(jī)器操作軟件注意事項(xiàng)和工具擴(kuò)展之間的差距，使得機(jī)器自動(dòng)化程序員要考慮的問題，不再僅僅是選擇梯形邏輯與C編程的問題。它是關(guān)于選擇一個(gè)集成的自動(dòng)化平臺(tái)，提供可配置的軟件套件來管理，而不僅僅是控制機(jī)器。

對(duì)于系統(tǒng)架構(gòu)師來說，在一次性機(jī)器項(xiàng)目的基礎(chǔ)上開發(fā)這些功能是令人生畏的，而且實(shí)際上是不切實(shí)際的。同時(shí)，這些新的軟件功能對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要，更不用說制造支持IIoT、旨在提供可以支持新數(shù)字商業(yè)模式的設(shè)備。

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