在2020-2021年，作為自動化領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊持續(xù)創(chuàng)新的產(chǎn)品與技術(shù)，也代表著自動化行業(yè)整體的快速發(fā)展。技術(shù)必然服務(wù)于產(chǎn)業(yè)需求，每一項貝加萊的產(chǎn)品與技術(shù)背后都是來自全球范圍的頂級的機械制造商、制造業(yè)的終端用戶的需求。
機器與產(chǎn)線自動化越來越多的從控制向計算發(fā)展，這就要求更高的控制器能力，這包括很多方面：
●更為嚴苛的控制任務(wù)，微秒級的任務(wù)實現(xiàn)高精度控制，及時反饋并在線調(diào)整
●更為復(fù)雜的計算需求，包括智能算法、圖像圖形、AR/VR等處理
●通信能力，實時通信及與上位系統(tǒng)、數(shù)字化設(shè)計軟件的交互
全新控制器-增強處理能力與通信
傳統(tǒng)上，貝加萊控制器即支持智能算法設(shè)計、通信、運動控制等的集成，而為了增強智能制造、IIoT所面臨的更為復(fù)雜的任務(wù)需求，增強了多個方面的能力：
采用了Intel Apollo Lake新一代處理器，加強了數(shù)據(jù)計算與圖形處理能力；這樣，控制器就可以處理像視覺、復(fù)雜的浮點運算、圖像任務(wù)更容易一些。
支持OPC UA Pub/Sub機制，相對于傳統(tǒng)的Client/Server機制所需的反復(fù)握手機制來說，Pub/Sub更能節(jié)省帶寬資源，實現(xiàn)1對多的信息交互，可以實現(xiàn)高效的M2M信息傳輸。
OPC UA over TSN的總線控制器模塊：TSN提供了針對IIoT的應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸能力，將大帶寬與低延時、低抖動的周期性數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)傳輸，針對邊緣計算應(yīng)用而言，提升了響應(yīng)能力。
圖1-X20系列控制器新增超強控制器產(chǎn)品
圖1就是最新款采用Intel Atom Apollo Lake的X20系列PLC，并已集成TSN接口，是目前市面上較早發(fā)布的該通信標準的控制器。該款控制器可以實現(xiàn)更高的圖像處理與浮點計算任務(wù)，并可獲得大容量存儲能力。X20還有緊湊型CPU，也提供了更高的存儲容量。
圖2-采用Hypervisor的工業(yè)PC
Hypervisor技術(shù)-通過在多核Intel架構(gòu)處理器上集成RTOS（實時操作系統(tǒng)）與GPOS（通用目的操作系統(tǒng)），將Windows/Linux的計算、圖像處理等能力與RTOS的實時任務(wù)得以融合，并能夠無縫構(gòu)建一個邊緣智能架構(gòu)。
這能為機器學(xué)習(xí)、邊緣計算、HMI顯示任務(wù)中，非常高效流暢的任務(wù)處理。
傳統(tǒng)上，機器視覺是一個獨立行業(yè)，往往與控制廠商分屬兩個不同的領(lǐng)域，盡管也有基于總線的連接，但是，畢竟在集成性、同步性上還是出現(xiàn)一些“縫隙”。
貝加萊，是做自動化的廠商，當越來越多的用戶提出視覺更多的要求，以及面臨的一些挑戰(zhàn)，貝加萊決定以自己自動化廠商的優(yōu)勢來做視覺，這主要表現(xiàn)在如圖3所示的幾個方面顯著的不同：
圖3-集成機器視覺
●網(wǎng)絡(luò)集成，在POWERlink網(wǎng)絡(luò)下，視覺與運動控制可以達到100μS的同步性；
●工具集成，Automation Studo下，PLC的邏輯、Motion，視覺可以在一個程序架構(gòu)下無縫耦合；
●系統(tǒng)集成，這個視覺光源、相機、鏡頭都是一體的。
圖4-帶有多種濾波器的鏡頭與相機集成
圖4所示貝加萊機器視覺增加可選的偏振光片、擴散濾光片，在鏡頭上增加了為高精度測量所需的背光準直膜技術(shù)，并提供了多種光源的對比照明、UV光可以捕捉視力范圍外的信息，凡此種種，都為更為完美的機器視覺場景而設(shè)計。
貝加萊一直走在工業(yè)通信的前沿，最早的控制器即集成CAN通信，并于2001年推出POWERlink實時以太網(wǎng)。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT、智能制造的發(fā)展中，通信網(wǎng)絡(luò)與規(guī)范是基礎(chǔ)的設(shè)施建設(shè)，為滿足異構(gòu)系統(tǒng)的語義互操作，以及在多種需求的數(shù)據(jù)傳輸中的問題，貝加萊作為OPC UA over TSN的先鋒力量，與全球產(chǎn)業(yè)共同推進OPC UA與TSN標準的成熟，并集成于自身產(chǎn)品。
OPC UA Pub/Sub機制
OPC UA Pub/Sub機制為了解決M2M傳輸效率，通過訂閱/發(fā)布機制，它相較于C/S機制更高的分發(fā)效率，目前在貝加萊的Automation Studio中，已經(jīng)可以對Pub/Sub機制進行配置并投入應(yīng)用，如圖5架構(gòu)中，由TSN交換機通過精準時鐘網(wǎng)絡(luò)為多方提供數(shù)據(jù)流的調(diào)度。
圖5-OPC UA TSN架構(gòu)
TSN-讓通信融合
無論是在IEEE/IEC60802工作組，還是OPC基金會的FLC倡議中，貝加萊都是積極的TSN技術(shù)推進者，自2015年成立“整形器”工作組，到今天，貝加萊已經(jīng)有可用的X20CP3687X控制器、TSN總線控制器、TSN的交換機產(chǎn)品，并可以通過第三方工具配置，在Automation Studio 4.9中，OPC UA Pub/Sub機制可以被配置，在之后的4.10版中，TSN也將可以被統(tǒng)一配置。
OPC UA over TSN-全新工業(yè)通信生態(tài)系統(tǒng)
之所以推進OPC UA over TSN，在于貝加萊洞察智能制造與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)先機，積極參與并推進其快速發(fā)展，這包括幾個方面：
1、開放生態(tài)
傳統(tǒng)上，工業(yè)通信的標準通常會由廠商發(fā)起并主導(dǎo)，而對于OPC UA其信息建模能力受到了工業(yè)領(lǐng)域各個廠商的支持，OPC UA基金會屬于中立組織。對于TSN，同樣由IEEE的標準工作組，繼承了已有在音視頻橋、汽車領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，并由來自不同的IT與自動化廠商共同發(fā)起并推動。
因此，OPC UA 與TSN的開放性生態(tài)更符合未來以集成為核心特征的智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求，貝加萊將OPC UA over TSN融合并基于此開發(fā)通信產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用。
2、邊緣智能的必然需求
從技術(shù)上來說，要降低在整體的集成，如果沒有統(tǒng)一的互操作規(guī)范，那么，這個系統(tǒng)配置、診斷、交互所需的工程量也將是巨大的，相對于現(xiàn)場總線早期解決接線、查線的工程量，今天，軟件的工程量也是驚人的，因此，OPC UA扮演了一個降低工程量的作用，通過統(tǒng)一的語義規(guī)范和信息建模，OPC UA將了集成的成本。而TSN則將繼續(xù)發(fā)揮總線的“效率與精度”的優(yōu)勢，如果邊緣智能能夠?qū)崿F(xiàn)在異構(gòu)數(shù)據(jù)、多業(yè)務(wù)流的高效調(diào)度，邊緣智能的優(yōu)化結(jié)果可以快速的響應(yīng)給控制系統(tǒng)，同樣能夠獲得效率的提升，尤其對于數(shù)字孿生系統(tǒng)、邊緣調(diào)度與策略類應(yīng)用場景。
圖6-OPC UA over TSN架構(gòu)連接工廠
貝加萊一直走在工業(yè)通信的前沿，最早的控制器即集成CAN通信，并于2001年推出POWERlink實時以太網(wǎng)。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT、智能制造的發(fā)展中，通信網(wǎng)絡(luò)與規(guī)范是基礎(chǔ)的設(shè)施建設(shè)，為滿足異構(gòu)系統(tǒng)的語義互操作，以及在多種需求的數(shù)據(jù)傳輸中的問題，貝加萊作為OPC UA over TSN的先鋒力量，與全球產(chǎn)業(yè)共同推進OPC UA與TSN標準的成熟，并集成于自身產(chǎn)品。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息、信息到工業(yè)知識、以及知識用于推理判斷與決策的過程，對貝加萊而言，工業(yè)智能不僅意味著提供如前所述OPC UA over TSN規(guī)范與標準支持，也包括更多：
行業(yè)信息模型集成
在信息集成中，除了語義規(guī)范，也包括信息建模，例如：為了讓包裝設(shè)備實現(xiàn)更好的協(xié)同、交互、統(tǒng)一操作，OMAC/PackML被納入了OPC UA規(guī)范的行業(yè)信息模型，也被貝加萊在mapp中予以封裝為可快速復(fù)用的應(yīng)用模塊。在塑料工業(yè)，OPC UA垂直信息模型EUROMAP77/79/83/88。其它也包括在VDMA的機器人與自動化系統(tǒng)之間的規(guī)約，以及Umati信息模型集成。
圖7-貝加萊支持多種OPC UA伴隨協(xié)議
mapp賦能機器數(shù)據(jù)能力
當人們在討論如何利用IT架構(gòu)改變傳統(tǒng)自動化架構(gòu)，進而實現(xiàn)IIoT應(yīng)用場景的時候，貝加萊已經(jīng)為機器賦能，這些來自現(xiàn)場用戶的需求，在原有的系統(tǒng)上不增加任何額外的硬件成本，使得機器具有了邊緣任務(wù)處理，這些集成在PLC的模塊賦予機器數(shù)據(jù)能力。
mappOEE：讓機器為系統(tǒng)提供OEE計算所需的參數(shù)；
mappEnergy：將設(shè)備的能源消耗信息提供給上位系統(tǒng)；
mappAlarm：提供報警給上位管理系統(tǒng)；
mappTweet：提供移動信息發(fā)送，郵件與短信服務(wù)；
mappAudit：審計追蹤，用于制藥、食品行業(yè)的質(zhì)量追溯，電子簽名認證系統(tǒng)；
mappSQL：利用標準SQL語句獲得對數(shù)據(jù)庫的處理和操作能力。
……
也即，貝加萊不僅為IIoT提供了基礎(chǔ)的采集的I/O系統(tǒng)、以及將這些數(shù)據(jù)連接的OPC UA over TSN能力，以及具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容-針對行業(yè)的信息模型，以及在邊緣側(cè)的計算能力。
圖8-IIoT關(guān)鍵在于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)交互
IIoT并非僅僅在于連接，更為重要的是在于應(yīng)用，對于貝加萊而言，傳統(tǒng)已經(jīng)積累的工業(yè)APP確保了快速的控制任務(wù)開發(fā)。采用Hypervisor的工業(yè)PC將分布式計算與實時控制任務(wù)無縫集成，進而使得IT的計算任務(wù)與控制任務(wù)可以在同一個架構(gòu)下得以實現(xiàn)。
自2018年SuperTrak和2019年ACOPOStrak的發(fā)布，貝加萊的柔性輸送系統(tǒng)已經(jīng)在鋰電池、電子連接器、包裝后道、醫(yī)療器械、食品飲料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
圖9-ACOPOStrak滿足靈活的生產(chǎn)需求
柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)對于個性化生產(chǎn)能力，非常適合于這些領(lǐng)域的多樣性產(chǎn)品生產(chǎn)，可以平衡標準化的低成本與個性化生產(chǎn)需求的交付能力之間的矛盾。
圖10-靈活的產(chǎn)線布局
在2021年1月28日，貝加萊發(fā)布了最新的ACOPOS 6D技術(shù)，它采用了更為先進的平面磁浮技術(shù)，使得其可以提供更為大的靈活性，以及更高的精度，并更靈活的生產(chǎn)組織模式，貝加萊將整個運動控制從傳統(tǒng)的1D（旋轉(zhuǎn)電機）延伸到2D（SuperTrak/ACOPOStrak），再到ACOPOS 6D的6D（X,Y,Z，X軸旋轉(zhuǎn)、Y軸旋轉(zhuǎn)、Z軸旋轉(zhuǎn)），使得運動控制延伸到更為靈活的空間。
ACOPOS 6D將磁懸浮技術(shù)的新高度，其提供更高的非接觸潔凈環(huán)境適應(yīng)能力，以及更高的精度、更為靈活的生產(chǎn)組織和場景適應(yīng)力，它針對3C、醫(yī)療器械組裝、鋰電池組裝以及制藥、日化等領(lǐng)域，對潔凈環(huán)境、靈活性、精度、效率都有很高要求的場景。
單電纜技術(shù)
對于現(xiàn)場用戶來說，如何降低接線、不僅關(guān)乎成本，還關(guān)乎工程時間、監(jiān)測現(xiàn)場狀態(tài)，基于單電纜技術(shù)的ACOPOS P3與伺服電機可以同一根電纜中傳輸編碼器、動力電纜于一體。
圖11-單電纜ACOPOS P3伺服驅(qū)動系統(tǒng)
圖12-支持高達10萬轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動
最新的ACOPOS P3非常適用于極高速旋轉(zhuǎn)的軸，例如CNC銑床的主軸。它具有卓越的控制質(zhì)量和極快的循環(huán)時間，現(xiàn)在可用于要求較高的金屬、石材、玻璃或木材加工等高速的機床應(yīng)用，從而使這些機器的操作變得更精確、可靠。
圖13-ACOPOS P3支持穿墻安裝
同時，ACOPOS P3也提供了穿墻式安裝，在一些需要電柜封閉的場景中，提供更為穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。
過穿墻式冷卻，散熱片最多可將60%的散熱量排出控制柜。因而無需使用昂貴的控制柜冷卻，控制柜更緊湊。散熱片具有IP64防護等級，符合EN 60529和UL 50 Type 12標準。安裝在散熱片中的風(fēng)扇具有IP54防護等級。
在傳統(tǒng)基于嵌入式的HMI/SCADA設(shè)計中，人們更強調(diào)功能的實現(xiàn)，而今天，用戶不僅要求功能，而且要更好的滿足簡單、美觀的操作設(shè)計。
基于Web技術(shù)的HMI設(shè)計滿足各種直觀控件設(shè)計，而且，可以提供豐富的交互功能，如一對多的信息多層次（操作員、維護工程師、開發(fā)工程師、工廠經(jīng)理）的數(shù)據(jù)訪問，并可支持在多種終端上的訪問（iOS、Windows/Linux、Andriod），這使得HMI變得更為靈活、便利。
T80系列終端、C80系列控制器、Panel PC 1200均可以實現(xiàn)Web-based HMI設(shè)計,mappVIEW可以被快速的開發(fā)。
mappVIEW不僅提供精美的HMI設(shè)計如動畫、視頻與音頻，它還能夠提供產(chǎn)線集成中的多個人機交互，它是由OPC UA提供了隔離層設(shè)計，使得OPC UA的SoA-面向服務(wù)架構(gòu)得到發(fā)揮，多個終端訪問數(shù)據(jù)源均可，并且可定義各自所需的數(shù)據(jù)權(quán)限，如圖14所示。
mappVIEW設(shè)計的畫面可以被各種支持Javascript、HTML5的終端訪問，通過手機操作人員也可以訪問機器了，包括獲得報警信息。
移動自動化領(lǐng)域，貝加萊的X90系列以提供高抗震性、高防護等級（IP69K）、寬工作范圍（-40-85攝氏度）、放鹽霧腐蝕等基礎(chǔ)能力，并配置符合工程機械領(lǐng)域的接口規(guī)約、通信連接CAN及SAE J1939等能力，并且滿足機器、ISO針對農(nóng)業(yè)、施工領(lǐng)域的安全通信規(guī)約。
在最新的X90系列中，全新的PC架構(gòu)，將控制與計算任務(wù)結(jié)合，采用Intel Core i7處理器，能夠在本地實現(xiàn)復(fù)雜的計算、HMI呈現(xiàn)能力，并可做數(shù)據(jù)存儲，本地分析等基于Windows的任務(wù)。
圖15-X90的全新PC及HMI設(shè)計
全新的HMI-T50系列產(chǎn)品，專門為這樣的嚴苛場景應(yīng)用而設(shè)計，在陽光直射下提供良好顯示，在高振動環(huán)境工作，表面IP65背面IP67防護等級，可以在-20~70攝氏度范圍工作，這非常適合于工程、建筑、農(nóng)業(yè)這些在野外作業(yè)場景的設(shè)備，如圖15所示。
