“開放控制”目前對控制工程師及其正在擴(kuò)大的影響范圍意味著什么？開放控制有多種含義，取決于不同的時(shí)期和應(yīng)用。它可能指軟硬件之間的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)，一直到企業(yè)和供應(yīng)鏈。它也可能指跨平臺(tái)編程的維護(hù)和易伸縮性，包括聯(lián)網(wǎng)、編程環(huán)境和架構(gòu)。 本文講述“開放”怎樣幫助你......有希望使生活更像在大草原上自由自在地行走，而不是像在經(jīng)歷牙科手術(shù)的煎熬。 開放意味著...... 西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)基于PC自動(dòng)化經(jīng)理MichelJabbour認(rèn)為:開放可能意味著使用標(biāo)準(zhǔn)編程語言，如符合IEC61131～3協(xié)議的編程語言；意味著與OPC等平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)通信。開放還意味著OEM廠商能夠把定制C++代碼集成到控制平臺(tái)、和多設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信、甚至把PLC核作為應(yīng)用程序接口（API）并把它嵌入選用的操作平臺(tái)。 另一方面，開放允許在網(wǎng)絡(luò)、工作站和操作系統(tǒng)等系統(tǒng)領(lǐng)域采用商用信息技術(shù)而不是專有技術(shù)。ABB公司IndustrialIT系統(tǒng)市場部副總裁BobHausler這樣認(rèn)為。曾經(jīng)為廠商專有的通信標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在對所有人開放，“允許用戶輕松地集成信息，而且不需要價(jià)格昂貴、維護(hù)困難的定制軟件接口”，他補(bǔ)充道。 開放已經(jīng)超越了控制器的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或軟件架構(gòu)的范疇。AutomationDirect公司PLC與I/O產(chǎn)品經(jīng)理PaulRuland說：“開放的控制產(chǎn)品還包括網(wǎng)絡(luò)物理層中的組件、類別5的電纜、RJ-45型以太網(wǎng)接口、DB9和DB25連接器”。 開放還意味著能夠從多家廠商購買到多種產(chǎn)品并讓這些產(chǎn)品在應(yīng)用中無縫地工作，這是RockwellAutomation公司SoftLogix業(yè)務(wù)經(jīng)理MikeMiclot的觀點(diǎn),這要求各種產(chǎn)品容易被所有用戶買到，而且可以從自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商獲得不只一個(gè)技術(shù)來源。 有些技術(shù)雖然不開放，但是可以和開放技術(shù)相連接，SchneiderElectric自動(dòng)化業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)主管DiegoAreces這樣認(rèn)為。“盡管PLC現(xiàn)在不開放，但是和PLC一起使用的工具逐漸開放，如ModbusTCP/IP、互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)等。用戶需要開放的解決方案，但是對什么是開放的多種多樣的解釋造成了許多混亂。開放技術(shù)是免費(fèi)的，人們可以方便地獲取關(guān)于開放技術(shù)的信息而不必向哪個(gè)公司付費(fèi)或參加什么組織”，他說。 自動(dòng)控制系統(tǒng)一直在隨時(shí)間發(fā)生穩(wěn)定的變化。PhoenixContact自動(dòng)化系統(tǒng)市場經(jīng)LarryKomarek,說：“其目標(biāo)是用戶能夠立即互連任意自動(dòng)化設(shè)備，而且不必重新編程就能讓它們受任意廠商的控制軟件的控制。工業(yè)自動(dòng)化一直在沿這個(gè)方向發(fā)展”。IEC61131標(biāo)準(zhǔn)允許同一維護(hù)人員維護(hù)不同廠商的設(shè)備。 和大型應(yīng)用所需的分立設(shè)備相比，采用軟邏輯和嵌入式PLC板的工業(yè)PC機(jī)可以節(jié)省空間和安裝成本，Komarek說。用戶經(jīng)由裝有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件的PC機(jī)，通過OPC接口同控制程序通信，代替PLC廠商專有的協(xié)處理器模塊。這可以降低硬件成本，增強(qiáng)購買的靈活性，方便于集成精選的高功能度和易用的軟件。在基于微軟WindowsCE的模板中嵌入PLC功能可以實(shí)現(xiàn)較低成本、較小尺寸的工業(yè)PC機(jī)，代替PLC，這種情況不需要操作顯示屏。 來源:輸配電設(shè)備網(wǎng) 用戶的期望 要求富有競爭力、更短的產(chǎn)品周期、更快的新品推出速度和更小的批量都導(dǎo)致對開放系統(tǒng)的需要。其他需求還有安全性、可靠性、與其他系統(tǒng)的信息交換、更準(zhǔn)確和及時(shí)的信息、對生產(chǎn)過程更好的可視性和控制。這些需要包括： ■過程信息同ERP系統(tǒng)的集成； ■整個(gè)工廠范圍的原料跟蹤，跟蹤生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品，可以從進(jìn)入工廠的原料直到離開工廠的成品； ■可以從一個(gè)地點(diǎn)看到多個(gè)信息的信息集成，以便比較不同生產(chǎn)線的經(jīng)營效率。 MikeMiclot認(rèn)為：RockwellAutomation的用戶未必期望“開放”，而是期望開放帶來的靈活性和選擇自由。 EatonCorp公司生產(chǎn)線經(jīng)理ClydeThomas說：“不過，許多用戶有通過多種手段以增加競爭優(yōu)勢的需求，包括以技術(shù)和開放的控制架構(gòu)漸進(jìn)地、破壞性最小地實(shí)現(xiàn)企業(yè)集成、新興技術(shù)和產(chǎn)品，以及它們所獨(dú)有的增值——不必對單一廠商或封閉系統(tǒng)投資或冒投資風(fēng)險(xiǎn)”。 PaulRuland說：“用戶現(xiàn)在通常期望水平更高的開放控制軟硬件產(chǎn)品，以及由此帶來的較低的購置和折舊成本”。 開放控制技術(shù)和專有控制技術(shù)可以配合使用，如AutomationDirect公司展示的這個(gè)典型的組合。用于AutomationDirect公司的DL205微模塊PLC的I/O設(shè)備基于專有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用開放的標(biāo)準(zhǔn)電纜布線和接口（通過長達(dá)30米的標(biāo)準(zhǔn)RJ-45以太網(wǎng)接線電纜）。這是可以和開放技術(shù)——以太網(wǎng)、DeviceNet、Profibus和OPC產(chǎn)品——組合使用的用于控制器到控制器和HMI/數(shù)據(jù)服務(wù)功能的單向?qū)Ｓ屑夹g(shù)。 技術(shù)滿足需求 技術(shù)可以滿足對開放系統(tǒng)的需求并產(chǎn)生效益。 Invensys公司的工廠自動(dòng)化與信息架構(gòu)ArchestrA能使用軟件延長傳統(tǒng)系統(tǒng)的壽命，能提出經(jīng)營目標(biāo)，還能保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，InvensysWonderware總裁MikeBradley道。ArchestrA允許對軟件應(yīng)用快速裝配，而不是編程，這意味著通過重新裝配現(xiàn)有應(yīng)用可以創(chuàng)造新的應(yīng)用。 Invensys公司基于ArchestrA的第一個(gè)產(chǎn)品Wonderware工業(yè)應(yīng)用服務(wù)器能使客戶“減少開車成本和維修費(fèi)用”，MikeBradley說。同時(shí)，Invensys的其他產(chǎn)品也都基于ArchestrA，工具軟件包將在7月之前面世，該公司ArchestrA業(yè)務(wù)總經(jīng)理KevinJ.Tock如是說。 MichelJabbour說：“西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)把標(biāo)準(zhǔn)工程環(huán)境和控制平臺(tái)分離。基于這個(gè)策略，一個(gè)應(yīng)用的自動(dòng)化部分對所有不同的西門子控制器都是透明的”，因此用戶可以選擇平臺(tái)以匹配應(yīng)用。 AutomationDirect公司的Ruland說：“下一代PLC的本地?cái)U(kuò)展I/O也許采用高速專有芯片組和網(wǎng)絡(luò)算法來保證預(yù)期的同步I/O掃描，但它們會(huì)采用以開放的控制接口和布線元件為特色的經(jīng)濟(jì)易用的包的形式”。 LarryKomarek說：“PhoenixContact公司13年前研發(fā)了第一個(gè)開放的現(xiàn)場總線Interbus”。今天，PhoenixContact提供多總線I/O系統(tǒng)、捆綁PhoenixIEC61131和Entivity流程圖軟件的工業(yè)PC機(jī)、用于邏輯控制和以太網(wǎng)設(shè)備的OPC服務(wù)器、用于以太網(wǎng)I/O的多種協(xié)議、以及基于微軟WindowsCE的控制。PhoenixControl控制器始終基于PC的軟件和硬件技術(shù)。 “ABB工業(yè)IT自動(dòng)化框架能和采用同樣標(biāo)準(zhǔn)的第三方應(yīng)用方便地集成。而且開放的標(biāo)準(zhǔn)和工具允許通過易于使用和理解的微軟格式對希望得到的過程信息進(jìn)行分析和描述，以便客戶能利用這些信息改進(jìn)生產(chǎn)決策”，BobHausler說。 “此外，非常重要的是，這種開放性為現(xiàn)有客戶提供新增功能”，他補(bǔ)充道。 “RockwellAutomation公司正在給它的產(chǎn)品增加更多類似PC的屬性，如Web服務(wù)和OPCDX。Rockwell為它的軟件解決方案采用事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，如微軟Windows。Rockwell還支持DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP等多廠商開放現(xiàn)場總線。Rockwell還將繼續(xù)參加標(biāo)準(zhǔn)組織和活動(dòng)，如OPC，保證用戶自由選擇標(biāo)準(zhǔn)，從而保護(hù)用戶的利益”，MikeMiclot說。 “人們清楚廣泛使用的微軟Windows和真正開放的Linux之間的區(qū)別。也可以做一個(gè)類似的網(wǎng)絡(luò)比較：使用Ethernet/IP必須付費(fèi)，而ModbusTCP/IP可以免費(fèi)下載使用。市場之所以需要開放的技術(shù)，是因?yàn)闊o論怎樣開放和免費(fèi)，其目標(biāo)都是使多種設(shè)備盡可能互操作。廠商和用戶需要能普遍接受的技術(shù)”。DiegoAreces如是說。 自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)旨在隔離、保護(hù)和優(yōu)化資產(chǎn) 通過熟悉的軟件工具和約定，自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)旨在隔離、保護(hù)和優(yōu)化資產(chǎn)。自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)可能包含普通硬件和軟件、一些編程和開發(fā)工具，并結(jié)合了廣泛使用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和基于互聯(lián)網(wǎng)的能力。盡管各種架構(gòu)來自不同的廠商，但它們有某種“開放”的方法。通常多家廠商可以使用或創(chuàng)建兼容產(chǎn)品并同微軟.Net和通信網(wǎng)絡(luò)等公共基礎(chǔ)技術(shù)相連。大多數(shù)架構(gòu)有某種跨平臺(tái)伸縮方法（從小到大、從集中到分布、從固定到移動(dòng)），可以適應(yīng)允許集中管理軟件升級(jí)的瘦客戶機(jī)架構(gòu)或其他工具。 在PLC中加入PC功能可以保護(hù)“秘密資源” OnlineDevelopment公司的Tecla可編程數(shù)據(jù)處理器繼續(xù)著把PC功能引入工業(yè)設(shè)置的趨勢。這種軟硬件設(shè)備把PLC的形式和基于PC的功能結(jié)合在一起，提供控制、通信和數(shù)據(jù)采集能力。 OnlineDevelopment公司市場總監(jiān)TomA.LeBay說，“該技術(shù)能幫助你從功能自動(dòng)化和控制發(fā)展到最優(yōu)化階段。”他說，微軟WindowsCE3.1操作系統(tǒng)可以為許多應(yīng)用提供實(shí)時(shí)結(jié)果；一項(xiàng)抖動(dòng)測試顯示可以在13毫秒內(nèi)得出結(jié)果。此外，用微軟.Net框架允許同更高層的系統(tǒng)相連。編程可以使用軟件開發(fā)包，軟件開發(fā)包包含標(biāo)準(zhǔn)C語言編譯器或應(yīng)用軟件和EZ-1131，EZ-1131可以通過IEC61131-3語言使用。 LeBay先生說，軟件開發(fā)包允許OEM廠商創(chuàng)建嵌入式或隱藏式增值應(yīng)用，以保護(hù)秘密資源（專有源代碼，通常來自于過去的應(yīng)用）。“Tecla把控制和企業(yè)IT集成在一起，提供資產(chǎn)管理、基于Web的最終用戶產(chǎn)品支持、最佳分類數(shù)據(jù)歷史記錄、自我報(bào)告診斷和遠(yuǎn)程調(diào)試。” Tecla可以使用嵌入式I/O，也可以和羅克韋爾自動(dòng)化Allen-BradleyI/O系列產(chǎn)品相連。