目前，在控制類產(chǎn)品中，兩大主力控制器PLC和基于PC的控制器既相互競爭又呈融合之勢，傳統(tǒng)的PLC正在不斷PC化：更加開放、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、更大的存儲(chǔ)空間和豐富的模塊技術(shù)等，這就意味著新型PLC可以更多地采用PC技術(shù)，以適應(yīng)大中型應(yīng)用的復(fù)雜需求，如PID控制、運(yùn)動(dòng)控制等，與此同時(shí)，PLC的通信聯(lián)網(wǎng)能力也在不斷加強(qiáng)。可以說，PLC已經(jīng)不再是“孤島”控制器，而逐漸成為構(gòu)建各種系統(tǒng)的控制平臺(tái)。
SIGMATEK，一個(gè)在國內(nèi)工控領(lǐng)域還不算知名的名字，它來自于奧地利，它帶來的DIAS（分布式自動(dòng)化系統(tǒng)）恰恰詮釋了PLC的以上發(fā)展趨勢。為此，中國工控網(wǎng)采訪了SIGMATEK在中國的合作伙伴上海鼎茂興控制技術(shù)有限公司總經(jīng)理姚井忠先生。



中國工控網(wǎng)：請問SIGMATEK是怎樣的一家公司？其DIAS嚴(yán)格地說是一套基于PLC的控制系統(tǒng)解決方案，而不是傳統(tǒng)意義上的獨(dú)立PLC，請問它與傳統(tǒng)PLC有什么區(qū)別？其特點(diǎn)是什么？
姚井忠先生：SIGMATEK由2位決心對自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行大力改革的工程師Theodor Kusejko 和Andreas Melkus于1988年創(chuàng)立于奧地利的薩爾斯堡。目前在中國、法國、德國、希臘、印度、印度尼西亞、意大利、荷蘭、瑞典、塞爾維亞、西班牙、瑞士、烏克蘭以及美國都有銷售服務(wù)分支機(jī)構(gòu)。目前在中國的合作伙伴是上海鼎茂興控制技術(shù)有限公司，負(fù)責(zé)在中國范圍內(nèi)的本地化科研、市場宣傳、產(chǎn)品銷售、項(xiàng)目開發(fā)以及技術(shù)支持、售后服務(wù)等工作。
盡管Sigamtek是一家年輕的公司，但是通過以技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，周到的服務(wù)為基礎(chǔ)仍然贏得了眾多客戶的青睞。目前Sigamtek仍然將大多數(shù)的收入繼續(xù)投入到新產(chǎn)品的研發(fā)上，不斷地豐富產(chǎn)品線，努力提高產(chǎn)品的性能和易用度。
Sigamtek有一句口號(hào)：“Powered by Innovation”（卓越源于創(chuàng)新）。Sigamtek希望秉承這一創(chuàng)新的理念，為客戶創(chuàng)造更多的價(jià)值。
DIAS系統(tǒng)是Sigamtek GmbH & Co. KG自行設(shè)計(jì)開發(fā)并制造的全新概念的可編程控制產(chǎn)品。英文名稱是DIstributed Automation System，中文解釋為分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，縮寫就是DIAS。最初DIAS只是指Sigmatek公司的PLC類產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)成為了一種產(chǎn)品的概念，包括DIAS標(biāo)準(zhǔn)型和C-DIAS緊湊型PLC。同時(shí)以分布式自動(dòng)化系統(tǒng)這個(gè)名字所命名的DIAS總線也是貫穿了整個(gè)Sigamtek公司的產(chǎn)品線。
目前來說，Sigamtek的DIAS產(chǎn)品在應(yīng)用場合上與中檔或者中高檔PLC相類似，且主要適合應(yīng)用于需要多軸伺服系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，以及需要多點(diǎn)溫度PID控制的場合。當(dāng)然在今后也會(huì)開發(fā)出更加適合于過程控制場合的產(chǎn)品，不過這是后話。
從目前實(shí)際使用的情況上來看，其實(shí)Sigmatek DIAS系列產(chǎn)品與普通PLC沒有什么不同，但是從其內(nèi)在來看卻早已同傳統(tǒng)意義上的PLC有了巨大的革新。

中國工控網(wǎng)：和傳統(tǒng)PLC的專用CPU不同，Sigmatek的控制器采用了Intel的X86系列處理器，這與現(xiàn)行的PC-BASED PLC相似，但其軟件平臺(tái)采用的是Sigmatek的LASAL。請問，與傳統(tǒng)的PLC和基于PC的控制器相比，這種獨(dú)特的架構(gòu)有何特點(diǎn)？
姚井忠先生：如前所述，DIAS產(chǎn)品適合于運(yùn)動(dòng)和溫度控制的場合，那么我們就來看一下為什么會(huì)有這樣的評價(jià)。
眾所周知，現(xiàn)在普遍的PLC的處理器都是為順序控制優(yōu)化設(shè)計(jì)的專用芯片，可以說在一般開關(guān)量的處理速度上已經(jīng)達(dá)到很高的層次了。但是當(dāng)今的PLC越來越多地應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制和溫度控制這些需要浮點(diǎn)運(yùn)算的領(lǐng)域，那么傳統(tǒng)架構(gòu)的PLC便有些力不從心了。
而Intel的X86系列處理器則在浮點(diǎn)運(yùn)算和并行處理等方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。這一點(diǎn)從日益增多的SoftCNC、SoftPLC和PC-Based PLC產(chǎn)品就可以看出來。這些都說明在需要大量高速復(fù)雜運(yùn)算的場合，物美價(jià)廉的X86處理器已經(jīng)被現(xiàn)在的自動(dòng)化行業(yè)所接受。但是一般的基于PC的CNC、PLC應(yīng)用大多是運(yùn)行在Microsoft Windows的操作系統(tǒng)平臺(tái)上，那么就會(huì)多少產(chǎn)生一些問題。一個(gè)是Windows系統(tǒng)天生就不是非常穩(wěn)定的平臺(tái)，周期性系統(tǒng)崩潰和病毒都會(huì)時(shí)常困擾使用者，這一點(diǎn)在對穩(wěn)定性要求異?？量痰墓た匦袠I(yè)始終是不能完全接受的。再者，Windows平臺(tái)需要消耗大量的系統(tǒng)資源，那么就要求在硬件上處理能力需非常強(qiáng)大，所以成本必然上升。
所以，Sigmatek公司推出了新概念的解決方案，采用專門設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)：LASAL OS來代替一般PC-Based產(chǎn)品上的Windows，一來系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高，而且不會(huì)被電腦病毒所困擾。再者，省去了不需要的功能，使系統(tǒng)大幅度瘦身，整個(gè)操作系統(tǒng)僅有300K左右，最大的也只需一張普通軟盤就能裝下。這樣一來整個(gè)系統(tǒng)僅需要使用i386EX 64MHz的處理器便可以達(dá)計(jì)算能力要求，同時(shí)外形比SoftPLC更為小巧，和普通PLC模塊沒什么差別。而更為重要的是X86處理器能夠同LASAL OS協(xié)同工作，達(dá)到多任務(wù)處理這一重要功能。
簡單說來就是通過OS自動(dòng)地動(dòng)態(tài)調(diào)度不同級(jí)別任務(wù)所占有的系統(tǒng)資源(如圖)。對于類似于伺服控制這類實(shí)時(shí)任務(wù)(Realtime)系統(tǒng)會(huì)給出最多的資源，而其他象普通開關(guān)量之類的任務(wù)則可以分配成普通循環(huán)任務(wù)(Cyclic)甚至背景任務(wù)，從而大大提高了CPU的效率。這一點(diǎn)便是和傳統(tǒng)PLC循環(huán)掃描、按順序處理的性質(zhì)最大的區(qū)別。因此，這塊看起來象是古老的i386芯片才能做到不僅能夠完成多軸插補(bǔ)的伺服控制，而且也能執(zhí)行幾十路的溫度PID調(diào)節(jié)，最大能夠擴(kuò)展到一萬點(diǎn)以上，完全能滿足當(dāng)今中檔PLC的功能需求。
另外一點(diǎn)要說明的就是Sigmatek IPC所運(yùn)行一樣是LASAL OS，而不是Windows。所以可以把Sigamtek的IPC看作是主頻提高幾倍之后的PLC CPU，而其實(shí)際的處理能力就可想而知了。Sigamtek最新的配有2GHz處理器的IPC能夠輕而易舉地完成幾十甚至上百軸的伺服聯(lián)動(dòng)。這都是得益于高效的LASAL系統(tǒng)。
除了硬件方面的創(chuàng)新特點(diǎn)之外，Sigamtek的LASAL項(xiàng)目開發(fā)軟件也有獨(dú)到之處。LASAL 是一套全新的項(xiàng)目開發(fā)軟件, 用于為所有的 SIGMATEK 硬件編寫程序。這套軟件提供了現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的所有最新功能。通過全新的編程方式能夠激發(fā)工程師的創(chuàng)造性, 同時(shí)也能夠?qū)㈤_發(fā)周期大大縮短。LASAL通過對機(jī)械不同部分的模擬, 可以讓機(jī)械的設(shè)計(jì)和開發(fā)的過程更加簡單和易于理解。

LASAL 能夠讓項(xiàng)目的開發(fā)更快和更簡單。這套工具具有以下的特點(diǎn):
(1) 客戶端Client – 服務(wù)器端Server架構(gòu)。作為整個(gè)程序的基礎(chǔ)，簡單明了地表現(xiàn)出了各個(gè)函數(shù)之間以及各個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；
(2) 全圖形化的項(xiàng)目編輯器。內(nèi)置了所有模塊的外觀，可以在線觀看模塊狀態(tài)，更直觀更方便；
(3) 面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境。借用了商用PC軟件開發(fā)平臺(tái)的主流概念，方便了對項(xiàng)目整體的把握；
(4) 支持多種語言的在線調(diào)試工具。棄了普通PLC使用的梯形圖Ladder語言，采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的ST結(jié)構(gòu)文本作為默認(rèn)的主要變成語言，同時(shí)還支持C語言和匯編語言；
(5) 符合IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)。這意味著能夠?yàn)槲磥淼闹髁鏖_發(fā)環(huán)境留有必要的升級(jí)基礎(chǔ)。；
(6) 可變的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。以讓工程師自己根據(jù)機(jī)械或者流水線的結(jié)構(gòu)自行進(jìn)行邏輯上的有機(jī)劃分，從而加強(qiáng)了從宏觀上對程序的把握；
(7) 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；LASAL中包含的PLC程序遍及器和人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)工具共享一個(gè)中央數(shù)據(jù)庫，方便了數(shù)據(jù)的交換；
(8) 內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)的功能庫。內(nèi)置了現(xiàn)成的伺服、溫控、數(shù)據(jù)庫、文件存儲(chǔ)以及微積分函數(shù)等功能模塊，可以方便用戶編快速寫出高效的復(fù)雜程序。同時(shí)所有源代碼都對用戶開放，有利于激發(fā)用戶自己的創(chuàng)造性；
(9) 分散化的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)?？梢宰寵C(jī)械的設(shè)計(jì)和開發(fā)的過程更加簡單和易于理解；
(10) 具備豐富的在線幫助功能。


中國工控網(wǎng)：PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。如羅克韋爾公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)等。在Sigmatek的DIAS中，DIAS總線是貫穿所有硬件的現(xiàn)場總線，與串口或者其它的總線方式相比，DIAS總線有何優(yōu)勢？
姚井忠先生：目前流行的現(xiàn)場總線有很多種，各有優(yōu)勢。Sigmatek倡導(dǎo)的DIAS總線是一種串行總線，傳輸速度11M，定位于中等規(guī)模的應(yīng)用場合。之所以這樣定義DIAS總線,是因?yàn)镾igmatek并沒有將自己的產(chǎn)品主要定位于過程控制領(lǐng)域，而是主要專注于加工類機(jī)械和流水線的制造行業(yè)。所以DIAS總線在4個(gè)方面與一般的現(xiàn)場總線不同：
(1) 使用了可中斷技術(shù)。這一點(diǎn)類似于PC機(jī)的中斷。即當(dāng)在總線中某個(gè)硬件上出現(xiàn)一個(gè)高級(jí)別的任務(wù)呼叫，那么可以進(jìn)行總線的瞬間中斷，為高級(jí)別的任務(wù)傳輸讓路。這個(gè)中斷的響應(yīng)和執(zhí)行時(shí)間是6微秒。
(2) 兼容所有的Sigmatek硬件。由于在成本上的有效控制，DIAS總線的控制核心整合為一個(gè)小指甲蓋大小的芯片。所以在將所有的Sigmatek硬件產(chǎn)品中都植入DIAS總線端口之后，其價(jià)格仍然在大多數(shù)的客戶能接受的范圍之內(nèi)。這也使得Sigmatek的硬件之間的相互連接不僅能夠保持不變的高速度，同時(shí)可擴(kuò)展性也變得更加強(qiáng)大，避免了以往產(chǎn)品需要擴(kuò)展現(xiàn)場總線接口還需要額外采購硬件的煩惱。
(3) 無需軟件支持。得益于一開始的設(shè)計(jì)思路，DIAS總線使用的時(shí)候一般都無需進(jìn)行設(shè)置。所有帶有DIAS接口的硬件只需插上電纜就可以正常通訊。不論是PLC的單獨(dú)模塊、人機(jī)界面還是IPC和伺服系統(tǒng)均統(tǒng)一在同一總線接口下。而且各個(gè)硬件之間的連接順序可以任意變動(dòng)而無需更改任何程序或者設(shè)定，即使在講普通扁平電纜更換成光纖時(shí)也是一樣。
(4) 無偏差的實(shí)時(shí)傳輸。DIAS通過在總線上加入高速同步脈沖對每個(gè)硬件進(jìn)行傳輸步調(diào)的統(tǒng)一，保證了任何硬件所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都是絕對沒有偏差或者延遲地與 CPU 進(jìn)行時(shí)實(shí)的通訊。這一點(diǎn)特別是在進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)的時(shí)候更加至關(guān)重要。

中國工控網(wǎng)：Sigmatek的自動(dòng)化控制系統(tǒng)“全方位解決方案”包具體所指是什么？
姚井忠先生：SIGMATEK能提供