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研華PAC控制平臺

工業(yè)4.0引領(lǐng)制造業(yè)邁向智能工廠之路，CNC工廠也搭上了此波智能化風潮。而達成CNC智能化的目標，必須將與制造相關(guān)的元素全面鏈接并深度優(yōu)化，IT層與OT層的整合則成了首要之務。

為制造業(yè)業(yè)者提供解決方案的系統(tǒng)集成商若仍專注于傳統(tǒng)PLC控制，勢必讓開發(fā)過程面臨重重考驗，也很難如期開發(fā)出滿足工業(yè)4.0需求的系統(tǒng)。

案例

今天小編為大家分享研華PAC控制平臺如何助力天津歌德麥得科技整合IT與OT，實現(xiàn)柔性產(chǎn)線。

1項目背景

天津歌德麥得科技有限公司是一家為CNC加工與模具產(chǎn)業(yè)提供信息化管理軟件與自動化工廠解決方案的系統(tǒng)整合廠商。

順應工業(yè)4.0趨勢，該公司計劃將一套管理電火花工具機所需電極工具的電極窗口管理系統(tǒng)納入MES內(nèi)，并將信息與上層信息系統(tǒng)串接，期望能透過IT層與OT層之整合來提升CNC加工廠的生產(chǎn)效率。

電極窗口管理系統(tǒng)由CNC與電極工具庫組成，每件工具下方貼有二維條形碼。生產(chǎn)時透過MES通知目前所需的電極工具編號，即能讓CNC以正確的工具執(zhí)行加工作業(yè)。

2客戶痛點

原方案：

1多臺日系PLC加工控機，成本高昂

2梯形圖編程方式讓工程師上手困難

3不容易做到多站點分部遠程信號采集

基于以上3點，該公司開始尋找另一套能滿足其需求的高性能控制核心系統(tǒng)。系統(tǒng)需滿足以下3點：

需要一款控制核心，可以將既有的MES系統(tǒng)搭載其中的同時可以執(zhí)行機器的運動控制及IO控制替代原有人工操作，同時控制成本。

需要一種編程環(huán)境可以適用于擅長高級語言的工程師開發(fā)

需要分布式IO及串口采集方案，將各個子站中的IO數(shù)據(jù)及條形碼數(shù)據(jù)采集控制

3研華解決方案

研華APAX控制平臺以邊緣計算整合IT/OT，串聯(lián)CNC加工柔性產(chǎn)線與MES系統(tǒng)。以基于X86的開放式分核控制平臺APAX-5580同時搭載CODESYS實時內(nèi)核與Windows操作系統(tǒng)，讓IT與OT系統(tǒng)高度整合又能同時保證穩(wěn)定高效能。結(jié)合同系列的本地與遠程I/O，讓CNC產(chǎn)線能夠靈活布建，通訊接口與未來擴展性也更加自由。本項目僅利用單一控制平臺即滿足系統(tǒng)開發(fā)商的所有需求，讓其能順利整合MES與電火花工具機，實現(xiàn)CNC柔性產(chǎn)線遠程控制與統(tǒng)一管理的目標。

4系統(tǒng)概述

1、APAX-5580分核架構(gòu)實現(xiàn)IT與OT整合，基于windows7核心運行MES客戶端，基于CODESYS的實時核心負責運動控制和邏輯控制數(shù)據(jù)采集

研華控制平臺APAX-5580是此系統(tǒng)中連接IT層與OT層的控制核心。作為MES客戶端，APAX-5580可將從底層設備取得的信息傳送給位于中控室的MES，同時也能接收來自MES的指令，實時向下控制CNC與電極工具庫執(zhí)行動作，整套系統(tǒng)可以統(tǒng)一管理多臺電火花工具機之電極工具狀態(tài)。

2、IEC-61131-3標準編程方式IT工程師也可快速上手

APAX-5580無縫整合IT層與OT層，利用其中一個核心執(zhí)行內(nèi)建的Windows Embedded Standard 7 操作系統(tǒng)確保MES客戶端可以順利串接IT層；另一個核心基于CODESYS所提供的ST語言也能讓不熟悉梯形圖的IT工程師以其所擅長的高階編程方式編寫自動化運動控制及邏輯控制程序，配合研華高質(zhì)量的技術(shù)支持服務，可大幅縮短開發(fā)時間，加速上市速度。

3、分布式模塊數(shù)據(jù)采集，模塊化設計更靈活穩(wěn)定

負責執(zhí)行控制的APAX-5000系列I/O模塊提供本地與遠程兩種擴充接口端口，用戶可依CNC在工廠內(nèi)的實際布建情況部署模塊。星型拓撲則能保證當任一單元出現(xiàn)問題時，其他單元不會受到影響。同時研華提供ECU-1152網(wǎng)關(guān)可輕松將數(shù)據(jù)由自定義RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換成Modbus訊號，之后再經(jīng)由網(wǎng)絡傳送給上層的APAX-5580。

4系統(tǒng)概述

1、APAX-5580分核架構(gòu)實現(xiàn)IT與OT整合，基于windows7核心運行MES客戶端，基于CODESYS的實時核心負責運動控制和邏輯控制數(shù)據(jù)采集

研華控制平臺APAX-5580是此系統(tǒng)中連接IT層與OT層的控制核心。作為MES客戶端，APAX-5580可將從底層設備取得的信息傳送給位于中控室的MES，同時也能接收來自MES的指令，實時向下控制CNC與電極工具庫執(zhí)行動作，整套系統(tǒng)可以統(tǒng)一管理多臺電火花工具機之電極工具狀態(tài)。

2、IEC-61131-3標準編程方式IT工程師也可快速上手

APAX-5580無縫整合IT層與OT層，利用其中一個核心執(zhí)行內(nèi)建的Windows Embedded Standard 7 操作系統(tǒng)確保MES客戶端可以順利串接IT層；另一個核心基于CODESYS所提供的ST語言也能讓不熟悉梯形圖的IT工程師以其所擅長的高階編程方式編寫自動化運動控制及邏輯控制程序，配合研華高質(zhì)量的技術(shù)支持服務，可大幅縮短開發(fā)時間，加速上市速度。

3、分布式模塊數(shù)據(jù)采集，模塊化設計更靈活穩(wěn)定

負責執(zhí)行控制的APAX-5000系列I/O模塊提供本地與遠程兩種擴充接口端口，用戶可依CNC在工廠內(nèi)的實際布建情況部署模塊。星型拓撲則能保證當任一單元出現(xiàn)問題時，其他單元不會受到影響。同時研華提供ECU-1152網(wǎng)關(guān)可輕松將數(shù)據(jù)由自定義RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換成Modbus訊號，之后再經(jīng)由網(wǎng)絡傳送給上層的APAX-5580。

5系統(tǒng)架構(gòu)圖

6項目成果

天津歌德麥得科技在導入研華完整的PAC控制核心解決方案后，這套整合IT層與OT層的系統(tǒng)將電火花工具機加工產(chǎn)品的返修率降低了30%，加工時間也從24小時縮短至3小時，效率提升了三倍之多，人員成本更降低了70%。

由于研華PAC系統(tǒng)備受市場青睞，未來，研華已計劃用此套核心架構(gòu)為基礎，串聯(lián)其他產(chǎn)線系統(tǒng)，讓柔性產(chǎn)線中的數(shù)控加工設備、物料運儲裝置及計算機控制系統(tǒng)更具智能，加速CNC加工廠智能化的進程，讓柔性產(chǎn)線真正落地。

研華不僅有完整的產(chǎn)品線滿足各種軟硬件需求，性能優(yōu)異的產(chǎn)品也確保了系統(tǒng)的可靠性，易于整合的清晰結(jié)構(gòu)則讓系統(tǒng)整合廠商可以迅速建構(gòu)出所需的解決方案，并讓日后的系統(tǒng)維護作業(yè)較為輕松。而且對于自動化控制系統(tǒng)了解不夠深入的IT開發(fā)人員而言，有豐富工控經(jīng)驗的研華可以針對OT層提供專業(yè)的規(guī)劃建議與技術(shù)支持，讓搭配出的軟硬整合方案可以執(zhí)行出使用者所需的結(jié)果。