1996 年 TwinCAT 的推出標(biāo)志著基于 PC 的控制技術(shù)這一成功模式邁出了決定性的進(jìn)化步伐。從 DOS 切換到 Windows、遵循 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編程，以及集成式開(kāi)發(fā)環(huán)境，倍福基于軟硬件分離的原則打造了一款面向未來(lái)的解決方案。如今，TwinCAT 平臺(tái)在一個(gè)具有嚴(yán)格確定性的實(shí)時(shí)環(huán)境中集成了所有自動(dòng)化功能 — 從 PLC 和運(yùn)動(dòng)控制到 CNC 和測(cè)量技術(shù)，再到機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人乃至前沿的 AI 工具。
早在 1986 年，倍福通過(guò)將控制功能從專有設(shè)備硬件中抽象出來(lái)，就已經(jīng)在自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一次范式轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上，三十年前“基于 Windows 的控制和自動(dòng)化技術(shù)”（簡(jiǎn)稱 TwinCAT）的上市，為如今基于 PC 的控制技術(shù)的成功奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。TwinCAT 提供了一種將 IT 標(biāo)準(zhǔn)引入自動(dòng)化領(lǐng)域的方法，并將其構(gòu)建為一個(gè)集成式、高性能、具有實(shí)時(shí)擴(kuò)展能力的高確定性控制平臺(tái) — 最初以 Windows 系統(tǒng)為核心，此后也擴(kuò)展至支持 TwinCAT/BSD 和Linux® 等操作系統(tǒng)。此外，倍福將所有開(kāi)發(fā)功能整合到一個(gè)統(tǒng)一的軟件方案中，既支持全球通用的符合 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的PLC 編程，也支持 C、C++、MATLAB® 和Simulink® 等 IT 通用技術(shù)。
自誕生之初，TwinCAT 就以卓越的性能指標(biāo)著稱：PLC 周期大幅縮短，最低可達(dá) 100 µs，主內(nèi)存容量也幾乎不再受限。同時(shí)，TwinCAT 從一開(kāi)始就提供了極其強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，從簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)軸到電子齒輪和凸輪板，再到五軸數(shù)控系統(tǒng)?？煽刂频妮S數(shù)逐年遞增，從 10 軸、 50 軸、 100 軸，發(fā)展到如今超過(guò) 1000 軸，而單軸成本則同步下降。借助全電動(dòng)設(shè)備理念，早期便得以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大、更精準(zhǔn)、更高效的解決方案。即便在當(dāng)時(shí)，這種富有遠(yuǎn)見(jiàn)的、以軟件為核心的方案，便以一種經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的方式，將設(shè)備制造商從傳統(tǒng)控制硬件的性能限制中解放出來(lái)。
開(kāi)放性與功能性
TwinCAT 架構(gòu)的一大價(jià)值在于其開(kāi)放性，它將所有自動(dòng)化功能整合到一個(gè)統(tǒng)一的軟件解決方案中。雖然最初的重點(diǎn)是 PLC、運(yùn)動(dòng)控制和 I/O，但如今該平臺(tái)已包含遠(yuǎn)超 100 項(xiàng)高度專業(yè)化的功能，包括高性能測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)和通信等功能。所有設(shè)備功能因此都在中央工業(yè) PC 上進(jìn)行確定性計(jì)算，并通過(guò)高速 EtherCAT 現(xiàn)場(chǎng)總線以精確的時(shí)鐘同步傳輸至 I/O 層。這使得過(guò)程控制與調(diào)節(jié)能夠達(dá)到極高的時(shí)間分辨率和精度。在實(shí)際應(yīng)用層面，安裝工作量、控制柜所需空間和總體成本都得以降低。
先進(jìn)工業(yè) PC 的強(qiáng)大性能還為無(wú)縫集成許多其它高端技術(shù)提供了便利。通過(guò) TwinCAT Vision 實(shí)現(xiàn)的機(jī)器視覺(jué)功能和系統(tǒng)集成的機(jī)器人控制器均作為原生 Runtime 模塊固定在軟件中。人工智能的應(yīng)用正變得日益重要。有了 TwinCAT Machine Learning Creator，無(wú)需任何經(jīng)驗(yàn)或?qū)I(yè)知識(shí)，即可生成用于分析圖像數(shù)據(jù)、時(shí)間序列和過(guò)程數(shù)據(jù)的 AI 模型，從而能夠直接在控制環(huán)境中實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)測(cè)解決方案和異常檢測(cè)。TwinCAT CoAgent 輔助工具則在整個(gè)生命周期內(nèi)為用戶提供支持 — 從工程設(shè)計(jì)到設(shè)備實(shí)際運(yùn)行。
面向未來(lái)
得益于以軟件為核心的架構(gòu)設(shè)計(jì)持續(xù)貫徹可擴(kuò)展性與 IT 融合的固有原則，即使在問(wèn)世三十年后的今天，用戶借助 TwinCAT 仍能從容應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)?；?PC 的控制技術(shù)為 IT/OT 深度集成以及接入云或邊緣基礎(chǔ)設(shè)施提供了理想基礎(chǔ)。無(wú)論是實(shí)體 AI、新型通信標(biāo)準(zhǔn)，還是嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全方案，TwinCAT 都能以模塊化框架適配所有新的市場(chǎng)需求。與此同時(shí)，憑借計(jì)算能力、可用性與開(kāi)放性的結(jié)合，設(shè)備制造商也能夠長(zhǎng)期保障自身的創(chuàng)新能力。
新聞圖片 © Beckhoff
圖片注釋：
三十年來(lái)，倍福 TwinCAT 一直為適用于各行業(yè)和各類自動(dòng)化功能、面向未來(lái)的基于 PC 的控制技術(shù)提供集成化軟件基石。
關(guān)于倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于1980年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、I/O 和現(xiàn)場(chǎng)總線組件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化軟件、無(wú)控制柜解決方案以及工業(yè)圖像解決方案既可作為獨(dú)立的組件使用，也可將它們集成到一個(gè)完整的控制系統(tǒng)中，適用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立40家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及75個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
倍福于1997年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工370人，辦事處遍及國(guó)內(nèi)30座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電、鋰電池制造、電子制造、汽車(chē)制造、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、煙草機(jī)械、塑料加工、物流輸送、流程工業(yè)以及智能建筑等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于2014年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍?；赑C的控制技術(shù)具有良好的開(kāi)放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將IT技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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