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工业4.0时代的设备通用编程平台

1. 什么是设备可编程性

设备生产出来后,还可以通过编写程序的方式改变设备的用途。这些用途包括:修改设备已有程序执行逻辑、向设备部署新的程序、改变设备控制其它设备的规则等。

2. 为什么需要设备具有可编程性

买了一个设备想改变用途,如果设备没有可编程性,那么只有把设备退回厂家,或者根据用途购买新的设备。

3. 当前设备可编程是什么样的

当前对一个设备进行编程有两种方式:

l IT工程师编程:设备出厂前,程序员把程序写好固定到设备里面,设备到安装到现场后只对设备做参数修改,如果还要改变程序逻辑,就又需要程序员参与进行修改。这种设备编程方式又分为:嵌入式程序、单片机程序、Web程序等,这些程序的编写需要特定的IDE和编译器,比如常用的有:vscode+编译器、eclipse+编译器、Visual Studio、Goland、PyCharm、Keil等。

l OT工程师编程:PLC上的编程,当前采用的编程语言是IEC61131-3标准(梯形图、结构化文本、指令表、顺序功能图、功能块),不同厂家的PLC硬件用的是不同IDE,比如西门子的博途、三菱的GxWorks、汇川的inoshop和autoshop、还有一部分厂家用的codesys等,PLC这种类型的设备可以在设备安装的现场后根据业务由OT工程师对PLC设备进行编程。但是这种类型的只是针对PLC硬件,且不同硬件的PLC是需要单独适配的,不同厂家的IDE环境也是不通用的。

从当前这两种对设备编程的方式分析后发现他们并不具备通用性,且两者的编程方式也有巨大差异,每种设备都要根据设备特征选择特定的编程环境。

4. 工业新时代需要什么样的设备可编程性

在工业新时代设备编程要简单、通用、不区分IT和OT编程方式,IT人员要能用他熟悉的语言编写需要OT人员才能完成的逻辑,OT人员要能用他熟悉的语言编程需要IT人员才能完成的逻辑。要达到这样的效果就需要一个新的设备编程平台,这个平台支持IT和OT融合编程,且要符合一定的规范标准,这样的平台可以采用PLC编程平台的技术架构:运行时+IDE+编译器的方式,运行时可以在不同的指令集处理器、操作系统(PC系统、嵌入式系统、实时系统)上运行;IDE是既可以云端部署,也可以本地部署;编译器可以与对应设备上的运行时配套编译。

5. 工业新时代设备编程平台open61499(http://open61499.com.cn)

open61499是基于IEC61499标准打造的工业编程平台,支持不限于PLC程序编写、DCS业务逻辑编写、机器人程序编写等应用。它的编程方式多样化,既支持IEC61131-3的梯形图、结构化文本,又支持IEC61499的简单功能块、基础功能块、子应用、复合功能块,还支持Lua脚本语言、C/C++高级语言。它的数据交换灵活化,既支持标准网络通信(tcp、udp),又支持常用总线通信(modbus、ethercat、profinet),还支持opcua和用户自定义总线适配。open61499 IDE既可以云端部署,也可以本地部署;open61499运行时支持的操作系统有Linux、Windows,支持的处理器有x86、arm。

open61499在工业新时代可以发挥如下作用:

l 验证函数算法不需要准备特殊环境,直接用浏览器登陆平台就可以快速编写代码,且可以在线调试单个算法函数。



l 在设备上安装上open61499运行时之后,设备就具备了可编程能力。



l IT和OT工程师都可以使用。





l 支持算法封装,让算法工程师只专注算法编写,不需要考虑环境。




l 支持本地和云端部署。



l 快速实现IOT功能,通过把IOT协议封装成功能块。


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