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连接机床的世界: 工业4.0的通用语言

版权:今日尺度颁发时间:2019-7-9浏览量:931




在前不久的CIMT2019展会上,便设置了专门展区,用于展示数控装备工业互联通讯协议NC-Link尺度的代理办事器、适配器、数控系统及相关软件等全套解决方案。NC-Link目前撑持数控机床、机器人、AGV小车、PLC等数控装备,具有广泛兼容性。




NC-Link协议撑持单个数控装备、智能产线和智能工厂的数据交互。该尺度的研制为我国数控机床互联互通成立了一套统一的尺度,对智能工厂、智能车间的建设、智能出产的推进将带来巨大的作用。


随着NC-Link协议的推出,标识表记标帜着通讯协议的大营中再添一将大员,但机床联网的通信协议也如整个工业控制领域的通信协议一样,品种门类繁杂而凌乱。上海维宏电子科技股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载副总经理赵东京先生曾对记者暗示,“目前国内多数厂商应用的通讯协议都还是来自于国外,虽然国内已经最先相关协议尺度的成立工作,但是还处于起步阶段。”因此,实现通讯协议的统一是实现智能制造的前提之一,但在这一方面,国表里差距悬殊。


繁杂而凌乱的通信协议


数控系统的互联方式从最早的串行通信逐步升级为以太网通信。不同类型(品牌)的数控系统的通讯端口、通讯协议千差万别。


在不同的时期,不同的阶段,数控系统厂家设计并提供了面向不同应用目标的通讯方式和通讯协议。


第一阶段,I/O方式用于和其他设备进行握手和工作协同。


第二阶段,串口通讯时期,主要是由于数控系统内存偏小,在碰到大程序时进行在线的NC文件下载,即最基础的DNC功能,这种方式由于其巴萨直播360直播-官方版APP下载门槛低,简单、易行、低成本而被国内数控厂商所广泛使用,但是这也同时限制了国内数控系统对于网络巴萨直播360直播-官方版APP下载的应用,功能极为有限。


第三阶段,类似FanucSiemens等中高端数控系统都配备了以太网接口。


第四阶段,通讯设计呈现了OPC UAMTConnect等面向互联网应用的协议设计。


互联方式的变化更迭本身是带来便当的,但是,不同的通讯尺度又造成了新的壁垒,同一尺度设备可以互联,而不同总线设备则无法互联。在制造过程中只有真正实现了机床与机床,机床与人之间的对话,才能进入互联阶段。


巴萨直播360直播-官方版APP下载从厂商A处采办一台机器,从厂商B采办另一台机器时,人们期望机器应该易于通信,而不需要实施大量工程才能实现通信。面对尺度化通信和互操作性所带来的挑战,是否会有一个统一的尺度呈现取代所有过往尺度?


OPC UA为基础的机床互联行业尺度


早在2006,美国机械制造巴萨直播360直播-官方版APP下载协会(AMT)提出了数控设备互联通讯协议(MTConnect协议),用于机床设备的互联互通。据了解,在小巨人巴萨直播360直播-官方版APP下载出产现场便可以看到,所有加工设备运行状况数据通过全球通用的通信协议MTConnect,连接到马扎克特有的SMOOTH MONITOR AX监控系统,SMART BOX为网络和信息安全保驾护航,从而实现数据的收集、阐发和反馈,对出产过程进行改善和指导。


2013,OPC基金会与AMT协商将MTConnect协议与OPC UA进行兼容。由此,MTConnect协议与OPC UA协议在业内受到了广泛关注。而中国机床互操作尺度NC-Link,便是综合借鉴了OPC UAMTConnect的特点。为双向通信协议(可读可控),撑持块数据传输。


目前,各个数字控制器的制造商都使用各自的专有语言,而这已经不能满足客户日益增高的要求。对很多企业来说,开放式接口是一大障碍。为了促进机床制造商的互相协作,德国机床制造商协会(VDW)与其核心会员企业携手,正致力于构建一个以OPC UA为基础的机床互联行业尺度。VDW希望,通过该尺度,能成立一种通用语言,用一种通用尺度格式提取机器中的数据,然后导入例如ERPMES系统,从而为客户创造更多价值。


umati应用而生,他是一种通用接口,可便捷安全地把机床(WZM)和设备无缝连接到客户端或用户端的IT生态系统中去。用于机床与出产环境表里围的IT系统的连接(出产过程执行系统MES、企业资源计划ERP、云端,)umati的核心在于通过一种基于通信规范OPC统一架构(UA)的信息模型提供一种尺度化的语义。umati撑持机床出产商和用户的特定扩展,提供的规范不仅适用于德国,并且撑持全球的用户。


工业4.0的通用语言


工业通信分为互联(硬件接口的连接)、互通(软件层面的数据格式与规范)、语义互操作(语义的定义与规范)几个层面,各种总线解决的是连接问题,互通解决了应用层的匹配,OPC UA则解决不同系统之间的语义的互操作-包罗应用行为与动态功能。


OPC UA不是一种协议,而是一种信息模型。”OPC基金会中国区首席代表张誉说道,OPC UA首先且最主要的是一种信息模型。当然,它还是一种用于连接客户端和办事器的协议,OPC UA的优势在于地址空间,正是这一点使得OPC UA成为通用应用接口。”OPC UA提供了一个封装信息模型的尺度,让信息在不同的平台间实现畅通无阻的交换,让平台之间实现零成本零耗时的无缝对接。


为了解决工业现场数据通信尺度不统一的问题,OPC基金会倡议了OPC UA巴萨直播360直播-官方版APP下载架构的开发与应用工作。OPC UA采用基于语义和面向办事(SOA)的架构,它以统一的架构与模式,既可以实现设备底层的数据采集、设备互操作等的程度信息集成,即设备与设备之间的横向通讯。并且,OPC UA还可以实现设备到SCADA,SCADAMES、设备与云端的垂直信息集成,也就是纵向的通讯。OPC UA最大的优势就在于其独立于平台,并能确保来自多个厂商的设备之间信息的无缝传输。


现阶段一些主流的主动化厂商和顶级的IT巴萨直播360直播-官方版APP下载如华为、MicrosoftCISCO等都成为了OPC UA的撑持者,以及协会组织如OMACEuromapAutomation MLISAFDT/DTMMTConnectBacNet。全球主要的现场总线基金会如PIEPSGETGSERCOSIII均积极撑持参与OPC UA的融合与开发工作。德国工业4.0组织和美国工业互联网组织IIC更是将OPC UA列为了实现语义互操作的尺度规范。


视点:尺度是世界的通用语言


在数字化的鞭策下,未来工厂将具备互联、有序并且能够实现长途自我优化等特性,前提是,机床、刀具、系统、测量甚至是夹具,都要提供必要的数据来支撑。因此,未来制造业只有一个要害词,那就是”互联“。任何机器,不论它来自德国、中国还是美国,不论在何种出产环境中,都需要实现与任意系统的相联。


如何实现互联互通?那就是统一通讯尺度,但是统一尺度很难,并且未来也不成能呈现一家独大的尺度。作为世界各国战略布局的要点,工业通讯尺度也是大国利益诉求和博弈的焦点。在全球化的今天,我国假如不加紧制订与完善机床行业相关通讯尺度,必然会在成长上再次落后。


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