文/梁秀璟

自動(dòng)化控制跨入E時(shí)代
——記施耐德電氣發(fā)布全球首款ePAC產(chǎn)品Modicon M580

文/梁秀璟

自20世紀(jì)70年代，PLC取代了原有的繼電器控制系統(tǒng)以來，被廣泛地使用到各種控制系統(tǒng)中，成為自動(dòng)化領(lǐng)域中極具競爭力的控制工具。它簡單實(shí)用、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠，可以滿足80%的工業(yè)控制要求。但若想開發(fā)剩余20%的應(yīng)用，只有PLC恐怕不行。

20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，人們開始考慮使用PC機(jī)來進(jìn)行系統(tǒng)控制，以求通過PC來滿足剩余20%的應(yīng)用。PC雖然具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能以及能夠執(zhí)行比較復(fù)雜的控制算法和其近乎無限制的存儲(chǔ)容量等優(yōu)勢。但是基于PC的自動(dòng)化控制也有其不足之處，其設(shè)備的可靠性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性都較差，而這三個(gè)方面正是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常需要克服的問題。

施耐德電氣工業(yè)事業(yè)部高級副總裁 David Orgaz

因此，一種新的控制器應(yīng)運(yùn)而生。它就是結(jié)合了PC的處理器、RAM和軟件的優(yōu)勢，以及PLC固有的可靠性、堅(jiān)固性和分布特性，可以解決剩下20%應(yīng)用的控制器——PAC，這一術(shù)語于2004年被ARC首次采用。PAC的推出，就目前來看，雖然沒有撼動(dòng)PLC的地位，但其突出的優(yōu)勢使其成為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制時(shí)PLC產(chǎn)品的較好替代者。

如今，隨著過程工業(yè)產(chǎn)品生命周期的縮短以及消費(fèi)需求的不斷變化，為了解決過程行業(yè)終端用戶面臨的種種棘手挑戰(zhàn)，提高其產(chǎn)量、效率和盈利能力，對PAC的設(shè)計(jì)也提出了更高要求，必須具備出色的穩(wěn)定性和可靠性，提供高容量的存儲(chǔ)，并能夠在不停機(jī)的狀態(tài)下改變自動(dòng)化配置和架構(gòu)。

基于這樣的市場需求，施耐德電氣提出ePAC全新概念，并推出全球首款ePAC產(chǎn)品——Modicon M580，采用一網(wǎng)到底技術(shù)，提高關(guān)鍵過程數(shù)據(jù)和事件的可視化程度，增強(qiáng)信息的透明度，確保信息的連續(xù)一致性，增大了數(shù)據(jù)交換的容量。而這一舉動(dòng)，也開創(chuàng)了自動(dòng)化控制的E時(shí)代。

開放——“E網(wǎng)到底”

ePAC（Ethernet Programmable Automation Controller），即以太網(wǎng)可編程自動(dòng)化控制器，是新一代PAC技術(shù)深度集成工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，從底層實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)連接和通訊，使得工廠的設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行實(shí)現(xiàn)真正意義上的開放性。

開放，顯然是ePAC的突出特點(diǎn)，自然也是Modicon M580的核心優(yōu)勢。通過最先進(jìn)的ARM架構(gòu)微處理器將標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)嵌入自動(dòng)化控制器，并且將它應(yīng)用到現(xiàn)場總線、控制總線和內(nèi)部的背板總線等所有的通訊中，以及所有的設(shè)備和模塊，例如配電、低壓電路板、能源管理功能等，從而形成一個(gè)完整的、真正意義上的開放網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無縫的連接和通訊的優(yōu)化。

施耐德電氣工業(yè)事業(yè)部高級副總裁David Orgaz表示，實(shí)際上從2010年，施耐德電氣就已經(jīng)開始主推把以太網(wǎng)的方案應(yīng)用到I/O層級，替換掉原來的現(xiàn)場布線的方案。將以太網(wǎng)技術(shù)直接集成在背板上，上下完成互通，沒有瓶頸，能達(dá)到從頂層到底層的完全透明。

無論遠(yuǎn)程的、分布式的、或標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以通過軟件集成到以太網(wǎng)絡(luò)中，信息可以在控制器、現(xiàn)場設(shè)備、HMI/SCADA系統(tǒng)、工程工作站、資產(chǎn)管理系統(tǒng)以及其他智能設(shè)備間實(shí)時(shí)共享，保證系統(tǒng)的實(shí)施性和時(shí)間一致性。授權(quán)的用戶可以在與系統(tǒng)平臺連接的任何設(shè)備上進(jìn)行配置和調(diào)整參數(shù)，在無需停機(jī)的情況下增加模塊、改變架構(gòu)，甚至修改應(yīng)用。此外，由于Modicon M580和成熟的Modicon X80和Modicon Premium平臺完全相容，用戶不用在布線、軟件開發(fā)以及人員培訓(xùn)上額外投資，只要微調(diào)即可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)到Modicon M580的升級。

安全——有效維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全

安全，早已成為這個(gè)時(shí)代的話題。尤其是在近年來的工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著2010年“震網(wǎng)”病毒的爆發(fā)，工業(yè)控制系統(tǒng)的安全問題愈發(fā)引人重視。施耐德電氣憑借敏銳的市場洞察力，早已開始了在安全市場的布局。2013年11月，施耐德電氣的莫迪康昆騰PLC產(chǎn)品率先通過中國兩家權(quán)威測評機(jī)構(gòu)：國家信息技術(shù)安全研究中心和中國電力科學(xué)研究院的雙重信息技術(shù)產(chǎn)品安全性檢測，成為目前國內(nèi)首家也是唯一通過并獲得此類檢測認(rèn)可的PLC產(chǎn)品系列。與此同時(shí)，施耐德電氣表示，工業(yè)信息安全性能將繼續(xù)作為施耐德電氣后續(xù)發(fā)布的PLC產(chǎn)品的基本性能之一。

此次推出的Modicon M580自然也嚴(yán)格滿足工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的要求。David Orgaz表示，為了使Modicon M580既能保證數(shù)據(jù)的透明，又能確保安全性，施耐德電氣在研發(fā)方面做了不少努力。

Modicon M580提供了一個(gè)開放并且安全的系統(tǒng)，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全功能能夠最大限度減少病毒攻擊事件的發(fā)生，有效增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)能力，滿足中國用戶提升工業(yè)系統(tǒng)信息安全的迫切需要。

Modicon M580符合《工業(yè)過程測量、控制和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)信息安全》標(biāo)準(zhǔn)（IEC 62443 / ISA 99），并通過了Achilles level2 網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證。每個(gè)Modicon M580為每個(gè)應(yīng)用提供加密的登錄名和密碼保護(hù)，可以禁用不必要的服務(wù)，并能通過檢查來驗(yàn)證控制器的編程工具、固件以及系統(tǒng)本身的運(yùn)行是否安全。其超強(qiáng)性能的ARM雙核處理器除了提供極高的計(jì)算能力和連接性，還使得控制器具有安全功能，提高抵御病毒攻擊的能力。

據(jù)悉， Modicon M580將主要應(yīng)用在供水和水處理、油氣、金屬和采礦、食品和飲料等過程領(lǐng)域，而這些行業(yè)也是ARC預(yù)測的未來五年有望成為PAC使用量增長最迅速的行業(yè)?？梢姡琈odicon M580將為施耐德電氣帶來PAC業(yè)務(wù)的新一輪增長。

施耐德電氣中國工業(yè)事業(yè)部最終用戶業(yè)務(wù)市場總監(jiān)Charly Lupart對Modicon M580的前景非常看好：“對這款產(chǎn)品我們有著非常高的預(yù)期，相比歐美市場，它將被更快速地應(yīng)用到中國市場?！迸c此同時(shí)，他也絲毫沒有掩飾其想憑借這款產(chǎn)品提升施耐德電氣在全球PAC市場地位排名的“野心”：“我們將有希望從全球PAC排名第三升至排名第二?！?/p>

創(chuàng)新的DNA

企業(yè)的發(fā)展離不開創(chuàng)新。

施耐德電氣工業(yè)事業(yè)部終端用戶市場部經(jīng)理Charly Lupart

自從1968年推出世界上第一臺PLC——Modicon 084以來，從PLC到PAC，乃至此次推出的革新性的ePAC，施耐德電氣始終憑借強(qiáng)大的創(chuàng)新能力走在自動(dòng)化控制器技術(shù)發(fā)展的最前沿。

在記者參觀施耐德電氣中國研發(fā)中心的時(shí)候，這里的創(chuàng)新氛圍更是令人印象深刻。這個(gè)從創(chuàng)辦初期的20余人發(fā)展到如今225人的團(tuán)隊(duì)，平均年齡只有30歲出頭，而就是在這里，在他們的手中誕生過曾引起不俗反響的針對中國市場的三款產(chǎn)品——ATV303、M218和GXO。此次的Modicon M580，他們也與施耐德電氣法國、美國的研發(fā)中心共同參與研發(fā)，主要負(fù)責(zé)以太網(wǎng)背板和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研發(fā)。

值得一提的是，這里還有一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室每周都會(huì)有不同的Team前來“頭腦風(fēng)暴”，他們不拘一格，將生活中所有能想到的idea與工業(yè)自動(dòng)化相結(jié)合。這里隨處可見 “思想>知識+技術(shù)”，“鼓勵(lì)失敗”等各種標(biāo)語。管中窺豹，創(chuàng)新對于施耐德電氣的意義不言而喻。

在《不一樣的25年——施耐德電氣的中國故事》一書中，有這樣一段話：企業(yè)的創(chuàng)新來自于對自身的持續(xù)挑戰(zhàn)。作為一家國際一流的公司，施耐德電氣的前方已經(jīng)沒有任何企業(yè)可以提供參考，但它的后面卻跟著一大群追趕者。因此，如果不進(jìn)步，遲早有人可以用更好的辦法趕上。因此公司只能去主動(dòng)的尋找改變 ，用冒險(xiǎn)的方式開拓未知領(lǐng)域，以保持自身的優(yōu)勢，這與一百多年前施耐德電氣在工業(yè)革命的小鎮(zhèn)上的做法如出一轍。

盡管時(shí)間的車輪已經(jīng)走過了一百多個(gè)年頭，但創(chuàng)新卻是施耐德電氣從未曾懈怠的根基。正如David Orgaz所說的那樣：“創(chuàng)新是施耐德電氣的DNA”，今天推出的Modicon M580也正是秉承了這樣的創(chuàng)新精神，這讓我們更加期待由它開啟的自動(dòng)化控制E時(shí)代的到來。