基于 PC 控制技術(shù)的四十年征程:范式變革,書寫歷史
倍福基于 PC 的控制技術(shù)迎來周年慶典。這場(chǎng)開啟技術(shù)范式變革的浪潮,歷經(jīng)四十載發(fā)展,書寫下行業(yè)發(fā)展的重要篇章。這份成就的取得,既源于技術(shù)層面的持續(xù)創(chuàng)新、敢闖新路的魄力,也離不開一眾深耕自動(dòng)化行業(yè)數(shù)十年、始終滿懷熱忱的從業(yè)者不懈付出。
性能追求,永無止境

我與倍福產(chǎn)品結(jié)緣三十余年,積極投身于我們的工業(yè) PC、面板及面板型 PC 的開發(fā)也已逾 20 年。對(duì)于我們工業(yè) PC 產(chǎn)品經(jīng)理團(tuán)隊(duì)而言,基于 PC 的控制技術(shù)既是饋贈(zèng),也是挑戰(zhàn)。
然而,唯有一次次系統(tǒng)性地攻克這些挑戰(zhàn),方能盡享技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步與性能不斷提升帶來的優(yōu)勢(shì)。這正是基于 PC 的控制技術(shù)成為全球硬件業(yè)務(wù)制勝法寶的原因。
長(zhǎng)期可用性:核心優(yōu)勢(shì)

嵌入式控制器是倍?;?PC 的控制理念的重要支柱。將工業(yè) PC 安裝到 DIN 導(dǎo)軌上的基本構(gòu)想誕生于 21 世紀(jì)初,并于 2003 年首次量產(chǎn)。目標(biāo)是打造一款尺寸盡可能小巧、可直接連接總線端子模塊并搭載靈活的嵌入式 Windows 操作系統(tǒng)的 PC 控制器。這一理念催生了豐富的嵌入式控制器產(chǎn)品線,其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)至今仍為人稱道:緊湊設(shè)計(jì)、閃存存儲(chǔ)、嵌入式操作系統(tǒng)、可擴(kuò)展的 CPU 系列、直接集成 I/O、模塊化擴(kuò)展能力、無風(fēng)扇設(shè)計(jì)(盡可能),以及多樣化的接口選項(xiàng)。
至少十年的長(zhǎng)期供貨,外加十年服務(wù)期,是倍福 CX 系列的核心優(yōu)勢(shì)之一。超長(zhǎng)的供貨周期之所以能夠?qū)崿F(xiàn),是因?yàn)楸陡W灾餮邪l(fā)并制造嵌入式控制器所需的所有電子元器件,包括主板。
在軟件中完全映射設(shè)備

TwinCAT 是基于 PC 的控制技術(shù)的核心。它與工業(yè) PC、I/O 和驅(qū)動(dòng)器共同構(gòu)成完整系統(tǒng),是連接所有組件并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)協(xié)同運(yùn)行的軟件紐帶。
盡管基于 PC 的控制技術(shù)在多年前誕生之初曾備受質(zhì)疑,如今卻已成為公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。憑借 TwinCAT,我們不僅深刻塑造了這一標(biāo)準(zhǔn),更持續(xù)推動(dòng)其迭代升級(jí)。時(shí)至今日,TwinCAT 已發(fā)展成為全球基于 PC 的控制技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工具。
高端自動(dòng)化邁入全新維度

從傳統(tǒng) PLC 到基于 PC 的控制技術(shù)的轉(zhuǎn)變,標(biāo)志著自動(dòng)化領(lǐng)域的一次巨大飛躍?;?PC 的控制技術(shù)具有可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性高的特點(diǎn),并提供近乎無限的算力支撐。其強(qiáng)大性能支持在同一控制系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法、多軸控制、圖像處理以及復(fù)雜的應(yīng)用程序,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)低于 1 毫秒的周期時(shí)間。
而 EtherCAT 正是關(guān)鍵所在:作為唯一能完全支持基于 PC 的控制技術(shù)性能的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),它不會(huì)成為瓶頸, 恰恰相反,EtherCAT 提供了該技術(shù)所要求的超高速通信。
其結(jié)果是超強(qiáng)算力與超高速通信的完美共生 — 基于 PC 的控制技術(shù)與 EtherCAT 彼此賦能,共同邁向性能巔峰,為高端自動(dòng)化開辟了全新維度。
不受專有技術(shù)束縛的創(chuàng)新力

如今,倍福約三分之二的銷售額來自德國(guó)以外的市場(chǎng),其根本原因在于基于 PC 的控制技術(shù)的開放性和靈活性。 倍福將“德國(guó)制造與生產(chǎn)”的深厚積淀與高性能標(biāo)準(zhǔn)硬件、智能軟件深度融合,從而能夠靈活響應(yīng)全球各地的不同需求 — 從亞洲的半導(dǎo)體生產(chǎn),到北美的包裝機(jī)械,再到歐洲的高度自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。
Windows、Linux?、EtherCAT 這類開放標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)在出口中尤為顯著。這些標(biāo)準(zhǔn)便于集成到現(xiàn)有的 IT 與生產(chǎn)環(huán)境中,并在全球客戶中建立信任。對(duì)許多合作伙伴而言,不受專有技術(shù)束縛的創(chuàng)新力代表著決定性的附加價(jià)值。
獲益最多的,是那些早期就認(rèn)識(shí)到基于 PC 的控制技術(shù)潛力并有意識(shí)地邁出這一步的客戶 — 他們勇于開拓新領(lǐng)域的意愿往往很快得到了回報(bào)。正是開放性、可擴(kuò)展性和創(chuàng)新實(shí)力這三大特質(zhì)的結(jié)合,為倍福 40 年來在全球市場(chǎng)取得成功奠定了基礎(chǔ)。
適用于所有應(yīng)用的統(tǒng)一架構(gòu)

半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)精度、實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性有著最高的要求。納米制程需要精確同步各類運(yùn)動(dòng)、快速處理大量傳感器數(shù)據(jù),以及運(yùn)動(dòng)控制、圖像處理、溫度控制和真空控制的無縫集成。
基于 PC 的控制技術(shù)的模塊化和可擴(kuò)展性意味著,從實(shí)驗(yàn)室設(shè)備到大型系統(tǒng)的所有應(yīng)用,都可以通過相同的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)??刂葡到y(tǒng)的靈活適配性意味著它也能快速高效地響應(yīng)未來的需求。這一點(diǎn),半導(dǎo)體行業(yè)早在多年前就已認(rèn)識(shí)到。
結(jié)合我們的 TwinCAT 軟件,視覺、安全控制器和基于 AI 的工藝分析等專用功能如今已集成其中。我們組件的長(zhǎng)期可用性及其緊湊設(shè)計(jì),使倍?;?PC 的控制技術(shù)成為半導(dǎo)體行業(yè)的理想之選。
更高靈活性和更強(qiáng)的保護(hù)

在內(nèi)部物流領(lǐng)域,全球許多頭部終端客戶,包括沃爾瑪、亞馬遜、UPS、聯(lián)邦快遞,其總部均設(shè)在美國(guó)。盡管歐洲較早采用了基于 PC 的控制技術(shù),但美國(guó)內(nèi)部物流行業(yè)過去更傾向于專有的 PLC 解決方案,然而,這一趨勢(shì)正在快速轉(zhuǎn)變。
供應(yīng)鏈的韌性是一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素?;?PC 的開放式控制平臺(tái)為供應(yīng)鏈提供了更高靈活性與抗風(fēng)險(xiǎn)能力。第二項(xiàng)重大變化是 AI。不同于以往難以直接落地的的技術(shù)趨勢(shì),AI 已在倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化和訂單處理環(huán)節(jié)帶來了一系列可量化的實(shí)際效益,企業(yè)如今正意識(shí)到,AI 驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)和運(yùn)營(yíng)智能正成為關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
鑄就您核心競(jìng)爭(zhēng)力的基石
PLC 功能與硬件的解耦
決定性的技術(shù)步驟在于將 PLC 功能從專有硬件中抽象出來,轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠I(yè) IT 組件的高度靈活解決方案。倍福通過為標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)開發(fā)自有實(shí)時(shí)擴(kuò)展 — 最初主要面向 Windows,此后也支持包括 TwinCAT/BSD 和 Linux? 在內(nèi)的其它系統(tǒng) — 確保了系統(tǒng)的確定性。設(shè)備制造商因此能夠直接受益于 IT 領(lǐng)域的快速創(chuàng)新周期和不斷提升的處理器性能。如今,基于 PC 的控制技術(shù)已成為工廠中物理 AI 應(yīng)用的核心基石。
高速通信
倍福為其基于 PC 的控制技術(shù)配套開發(fā)了自己的通信系統(tǒng)。最初,數(shù)據(jù)傳輸通過 Lightbus 總線進(jìn)行。2003 年推出的 EtherCAT 如今已成為全球標(biāo)準(zhǔn),被各行業(yè)及市場(chǎng)的用戶廣泛采用。自上市以來,TwinCAT 已發(fā)展為一套整體解決方案,將所有自動(dòng)化功能集成于一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)。除了經(jīng)典的邏輯控制和運(yùn)動(dòng)控制外,其功能范圍還包括安全技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、HMI、物聯(lián)網(wǎng)連接,以及圖像處理、機(jī)器人技術(shù)和工業(yè) AI 工具。
更高可擴(kuò)展性,更少接口
秉持倍福一貫的技術(shù)理念,自 20 世紀(jì) 80 年代起,倍福便在德國(guó)威斯特法倫地區(qū)自主研發(fā)、生產(chǎn)全系列電子組件和主板,嚴(yán)格遵循“德國(guó)制造”的至高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這一模式不僅為用戶筑牢了產(chǎn)品安全與長(zhǎng)期供貨的雙重保障,更讓設(shè)備制造業(yè)能夠一直跟上最新的 IT 標(biāo)準(zhǔn)與處理器的更新?lián)Q代節(jié)奏。
物理 AI 的基礎(chǔ)
在基于 PC 的控制技術(shù)問世四十年后的今天,行業(yè)正逐漸摒棄專有的黑盒子解決方案,轉(zhuǎn)而關(guān)注開放、標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的未來可行性。畢竟,基于 PC 的控制技術(shù)為所需的 IT/OT 融合以及機(jī)器學(xué)習(xí)和物理 AI 等前沿技術(shù)提供了理想的基礎(chǔ)。
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