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走进贝加莱,体验卓越自动化

2018/11/20    来源:e-works    作者:e-works  杜文刚      
关键字:自动化  物联网  TSN  
2018年10月15日上午,e-works第九届德国工业4.0考察团来到了位于奥地利Eggelsberg的全球著名工业自动化公司贝加莱(B&R)。

    2018年10月15日上午,e-works第九届德国工业4.0考察团来到了位于奥地利Eggelsberg的全球著名工业自动化公司贝加莱(B&R)。贝加莱负责大中华区的国际销售经理Wolfgang Esterbauer先生介绍了贝加莱的发展历程和解决方案,贝加莱负责工业物联网的产品经理Stefan Bina 先生介绍了OPC UA和TSN技术,Wolfgang先生带领考察团参观了贝加莱的工厂和产品展厅。此次考察让大家对工业自动化的发展方向有了全面了解,收获满满。

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图1 贝加莱自动化工厂外景

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图2 贝加莱中华区战略经理Wolfgang Esterbauer先生
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图3 贝加莱工业物联网产品经理Stefan Bina

    关于贝加莱自动化

    贝加莱自动化公司创建于1979年,是一家以技术驱动的公司,隶属于ABB集团。贝加莱的理念是卓越自动化(Perfection in Automation),员工有3500人,营业额达7亿多欧元。贝加莱非常强调客户为中心,靠近客户,在全球有200多个办公室,中国有11个办公室,中国总部在上海。制造工厂位于奥地利Eggelsberg。贝加莱提供从PLC、IPC、人机界面、伺服驱动和工业安全等工控产品和工控软件,以及实时的工业以太网解决方案POWERLINK,在塑料,电子, 汽车,光伏,电池,风力发电都有丰富的应用解决方案。近年来,贝加莱致力于OPC UA以及TSN(时间敏感网络)技术的推广应用。

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图4 贝加莱领先的产品与技术(1)
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图5 贝加莱领先的产品与技术(2)

    图4和图5展示了贝加莱创新的产品与技术—当他们出现时,市场上尚未有这样设计的产品,如1995年推出的支持RTOS,支持运动控制与高级语言编程PLC,1997年即推出的第一个集成开发平台Automation Studio,第一个实时以太网技术POWERLINK。

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图6  贝加莱自动化部分产品展示

    走进贝加莱工厂

    贝加莱的产品涵盖了工业自动化的各个领域,多品种、小批量,完全按订单生产,有八条SMT线自动化线以及若干个装配自动化线。检测区包括焊点检测、I/O输出检测、成品检测,其中成品检测采用机器人自动进行成品所有项目的检测。存储区采用自动化立体仓库,遵循先进先出的原则对成品进行管理,此立体仓库有2万个仓储库位,可以对立体库位进行向上扩展,满足更大需求的存储量。

    贝加莱的运营管理、生产制造、仓储物流都是采用SAP的ERP、MES、WMS全模块的信息系统,与SMT工厂和全自动物流中心实现了IT与OT的融合,IT系统实现从ERP、MES、WMS等系统的集成,八条SMT产线的实时生产、能耗和质量数据完全透明,强调人机协作,高度重视产品的质量检测。目前,贝加莱的工厂正在扩建。

    推进OPC UA TSN,打通自动化孤岛

    OPC UA TSN(OPC Unified Architecture)是指OPC统一体系架构,它是一套集信息模型定义、服务和通讯标准为一体的标准化技术框架,也是一种基于服务的、跨越平台的解决方案。OPC UA TSN规范由OPC基金会主导制定,并由15家厂商构成,包括ABB、KUKA、Rockwell、PHCENIX、CISCO、B&R等等,这些厂商一起参与在与技术层面的设计、开发和产品化。

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图7  OPC UA TSN厂商成员

    制造企业对制造过程自动化、制造过程透明化和智能化需求强劲,而制造业现场的数据采集、数据传输、数据显示、数据存贮、以及数据的分析应用是基础。这无疑需要数据采集、通信技术标准和基础信息软件平台的技术支撑。打造智能工厂或推行智能制造需要各类产品相互协作,才能形成一个整体的解决方案。因此设备与设备、系统与设备、系统与系统的协同与交互变得至关重要,然而当前很多制造企业的机械设备由于数据接口及通讯技术标准不一致,设备数据采集与传输困难重重,这也是OPC UA这个标准诞生的主要原因。OPC UA既可以实现设备底层的数据采集、设备互操作等的横向信息集成,还可以实现设备到SCADA、SCADA到MES、设备与云端的垂直信息集成。

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图8  OPC UA TSN技术发展趋势

    TSN(Time Sensitive Network)是一套基于新的以太网架构的用于实时传输协议集。它有效地解决了数据在以太网传输中的时序性、低延时和流量整形问题。同时又保持了100%向后兼容传统以太网,是极具发展潜力的实时传输技术。以太网音视频桥接技术只是TSN的一个应用,那么TSN究竟有哪些应用呢?

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图9 TSN时间敏感网络

    第一个应用是专业音视频,强调的是主时钟频率,所有的音视频网络节点都必须遵循时间同步机制。

    第二个应用是在汽车控制领域。目前大多数的汽车控制系统非常复杂。比如说:刹车、引擎、悬挂等采用CAN总线。而灯光、车门、遥控等采用LIN系统。还有FlexRay和MOST等目前的车载网络。实际上,所有上述系统都可以用支持低延时且具有实时传输机制的TSN进行统一管理。可以降低给汽车和专业的A/V设备增加网络功能的成本及复杂性。

    第三个应用是商用电子领域。比如说,你坐在家中,可以通过无线WIFI连接到任何家中的电子设备上,实时浏览任何音视频资料。

    最后一个应用也是未来最广泛的应用。所有需要实时监控或是实时反馈的工业领域都需要TSN网络。比如:机器人工业、深海石油钻井以及银行业等等。TSN还可以用于支持大数据的服务器之间的数据传输。全球的工业已经入了物联网的时代,毫无疑问TSN是改善物联网的互联效率的最佳途径。

收获与体会

    通过此次考察,考察团成员对工业自动化技术的未来发展趋势有了深度了解。贝加莱作为全球工业自动化领域的领导厂商之一,融合了前沿技术与先进的工程能力,为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过推进OPC UA和TSN技术的发展,未来将能够帮助制造企业打破自动化孤岛。

    考察团成员纷纷分享了此次考察的收获与体会。贝加莱自动化强调人机结合,而非简单的机器换人,生产组织有条不紊;非常注重数字化技术的应用,实现生产、质量、能耗等数据的透明,ERP、MES、WMS采用了统一的系统,实现了纵向的信息集成;装配过程实现了防呆防错。关于OPC UA和TSN,考察团成员认为中国企业也应该积极参与相关标准的制定和推进工作。

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图10 e-works 考察团在贝加莱公司集体合影

责任编辑:田耘
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