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(fēng)潮。而達(dá)成CNC智能化的目標(biāo)，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(wù)。

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(shì)必讓開發(fā)過(guò)程面臨重重考驗(yàn)，也很難如期開發(fā)出滿足工業(yè)4.0需求的系統(tǒng)。

今天為大家分享一下天津歌德麥得科技使用研華PAC控制平臺(tái)，整合IT與OT，實(shí)現(xiàn)柔性產(chǎn)線效率大幅提升的案例。

項(xiàng)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(dòng)化工廠解決方案的系統(tǒng)整合廠商。

順應(yīng)工業(yè)4.0趨勢(shì)，該公司計(jì)劃將一套管理電火花工具機(jī)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(guò)IT層與OT層之整合來(lái)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(kù)組成，每件工具下方貼有二維條形碼。生產(chǎn)時(shí)透過(guò)MES通知目前所需的電極工具編號(hào)，即能讓CNC以正確的工具執(zhí)行加工作業(yè)。

客戶痛點(diǎn)：

1、原有方案是多臺(tái)日系PLC加上工控機(jī)，這樣成本高昂

2、原有PLC方案的梯形圖編程方式讓高級(jí)語(yǔ)言工程師上手困難，

3、不容易做到多站點(diǎn)分部遠(yuǎn)程信號(hào)采集。

基于以上3點(diǎn)，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(diǎn)：

1、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(shí)可以執(zhí)行機(jī)器的運(yùn)動(dòng)控制及IO控制替代原有人工操作，同時(shí)控制成本。

2、需要一種編程環(huán)境可以適用于擅長(zhǎng)高級(jí)語(yǔ)言的工程師開發(fā)

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

研華解決方案

研華APAX控制平臺(tái)以邊緣計(jì)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(tái)APAX-5580同時(shí)搭載CODESYS實(shí)時(shí)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(shí)保證穩(wěn)定高效能。結(jié)合同系列的本地與遠(yuǎn)程I/O，讓CNC產(chǎn)線能夠靈活布建，通訊接口與未來(lái)擴(kuò)展性也更加自由。本項(xiàng)目?jī)H利用單一控制平臺(tái)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(jī)，實(shí)現(xiàn)CNC柔性產(chǎn)線遠(yuǎn)程控制與統(tǒng)一管理的目標(biāo)。

系統(tǒng)概述：

1、APAX-5580分核架構(gòu)實(shí)現(xiàn)IT與OT整合，基于windows7核心運(yùn)行MES客戶端，基于CODESYS的實(shí)時(shí)核心負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制和邏輯控制數(shù)據(jù)采集。

研華控制平臺(tái)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(shè)備取得的信息傳送給位于中控室的MES，同時(shí)也能接收來(lái)自MES的指令，實(shí)時(shí)向下控制CNC與電極工具庫(kù)執(zhí)行動(dòng)作，整套系統(tǒng)可以統(tǒng)一管理多臺(tái)電火花工具機(jī)之電極工具狀態(tài)。

2、IEC-61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程方式IT工程師也可快速上手

APAX-5580無(wú)縫整合IT層與OT層，利用其中一核執(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；另一核心基于CODESYS所提供的ST語(yǔ)言也能讓不熟悉梯形圖的IT工程師以其所擅長(zhǎng)的高階編程方式編寫自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)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(wù)，可大幅縮短開發(fā)時(shí)間，加速上市速度。

3、分布式模塊數(shù)據(jù)采集，模塊化設(shè)計(jì)更靈活穩(wěn)定。

負(fù)責(zé)執(zhí)行控制的APAX-5000系列I/O模塊提供本地與遠(yuǎn)程兩種擴(kuò)充接口端口，用戶可依CNC在工廠內(nèi)的實(shí)際布建情況部署模塊。星型拓?fù)鋭t能保證當(dāng)任一單元出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，其他單元不會(huì)受到影響。同時(shí)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(hào)，之后再經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送給上層的APAX-5580。

系統(tǒng)架構(gòu)圖：

項(xiàng)目成果：

天津歌德麥得科技在導(dǎo)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(jī)加工產(chǎn)品的返修率降低了30%，加工時(shí)間也從24小時(shí)縮短至3小時(shí)，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(chǎng)青睞，未來(lái)，研華已計(jì)劃用此套核心架構(gòu)為基礎(chǔ)，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(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更具智能，加速CNC加工廠智能化的進(jìn)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(hù)作業(yè)較為輕松。而且對(duì)于自動(dòng)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(yàn)的研華可以針對(duì)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。