縱觀工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展歷程，每一次的技術(shù)進(jìn)步都離不開業(yè)界巨擘的推動。因此，這些執(zhí)牛耳者的一舉一動，總會引起整個行業(yè)的關(guān)注。

在多數(shù)自動化廠商將數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能制造作為自己戰(zhàn)略使命的今天，行業(yè)巨擘之一的施耐德電氣卻從自動化技術(shù)演進(jìn)的角度出發(fā)，提出了全開放自動化的理念，并推出了以軟件為中心的全新工業(yè)自動化系統(tǒng)——施耐德電氣EcoStruxure?開放自動化平臺（EcoStruxure? Automation Expert）。施耐德電氣的這一舉動，頓時(shí)吸引了業(yè)界關(guān)注的目光。

開放自動化的理念其實(shí)由來已久，從工業(yè)通信協(xié)議的開放，到基于工業(yè)PC的硬件開放，以PLCopen為核心的控制軟件編程的開放，都從不同角度實(shí)現(xiàn)了不同程度的開放。

但是，相比日新月異的IT領(lǐng)域，自動化領(lǐng)域的開放明顯要“落后”很多。至今，自動化的產(chǎn)品還不能做到IT產(chǎn)品那樣的即插即用，還沒有任何一款控制器能做到和其他控制器的互相通用，各控制器的編程代碼也不能復(fù)用。這些“不夠開放”的自動化雖然與自動化技術(shù)發(fā)展的歷史原因有關(guān)，但更主要的是與各大廠商精心構(gòu)筑的技術(shù)“護(hù)城河”有關(guān)，全開放的自動化之路仍然是任重道遠(yuǎn)。

因而，這一次施耐德電氣開放自動化平臺的重磅發(fā)布，可謂是開啟了自動化巨擘革命的第一步。

那這一次

工業(yè)自動化會因?yàn)槭┠偷码姎獾耐苿佣兊酶娱_放嗎？

全開放的自動化真能實(shí)現(xiàn)了嗎？

這個EcoStruxure?開放自動化平臺究竟是什么樣的一個平臺呢？

能解決什么樣的開放問題？

平臺的現(xiàn)狀和未來是什么樣的？

帶著這些問題，CONTROL ENGINEERING China采訪了EcoStruxure?開放自動化平臺的國內(nèi)負(fù)責(zé)人、平臺開發(fā)的參與者，施耐德電氣工業(yè)自動化事業(yè)部市場部經(jīng)理王強(qiáng)軍，對這個平臺進(jìn)行了深度揭秘。

作為自動化領(lǐng)域頭部廠商，施耐德電氣早已擁有齊全的自動化產(chǎn)品線和完善成熟的數(shù)字化解決方案，無論是PLC、運(yùn)動控制、變頻器，還是DCS、SCADA、MES都享譽(yù)業(yè)界，那這次為何會突然推出開放自動化平臺呢？

其實(shí)施耐德電氣對開放自動化可謂是“預(yù)謀”已久。其主導(dǎo)的起始于1979年的Modbus開放通信協(xié)議，是世界首個工業(yè)通信協(xié)議，現(xiàn)已成為工業(yè)通信領(lǐng)域的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。1996年又推出了基于TCP/IP以太網(wǎng)的Modbus TCP。在1997年，施耐德電氣推出了“透明就緒”解決方案，旨在通過開放的網(wǎng)絡(luò)、控制器、軟件打造“透明工廠”。

而最重要的是在2017年，施耐德電氣收購了一家專注于開放自動化開發(fā)工具的廠商nxtControl，這家在奧地利注冊的公司是分布式系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，已經(jīng)為開放自動化國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499的應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化做了十幾年。

王強(qiáng)軍對此也坦言，施耐德電氣這次推出的EcoStruxure?開放自動化平臺的原型確實(shí)來自于nxtControl的平臺。在2017年收購之后，施耐德電氣就成立了一個由機(jī)器自動化、工廠自動化和過程自動化的產(chǎn)品管理和研發(fā)人員組成的“孵化器”組織，在nxtControl原型軟件平臺上加上了一些新的IT技術(shù)和施耐德電氣原有的技術(shù)，推出了現(xiàn)在的開放自動化平臺。

在外界看來，工業(yè)自動化領(lǐng)域一直是不太開放的，或者說是封閉的、專有的。開放意味著會帶來不穩(wěn)定、不安全，而自動化領(lǐng)域最重要的是穩(wěn)定可靠，封閉對于工業(yè)自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠來說是有天生優(yōu)勢的。那為何現(xiàn)在需要開放呢？開放性真的很重要嗎？

王強(qiáng)軍對此進(jìn)行了解釋。他表示，隨著智能制造時(shí)代的到來，IT技術(shù)不斷融入到OT技術(shù)之中，設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與產(chǎn)線、產(chǎn)線與產(chǎn)線、產(chǎn)線與工廠之間的互聯(lián)互通互操作就顯得比以前任何時(shí)期更為重要，只有實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通互操作才可能實(shí)現(xiàn)真正的智能制造。

而以往在自動化領(lǐng)域，機(jī)器控制會有一套平臺，生產(chǎn)控制會有一套平臺，生產(chǎn)管理會有一套平臺，這些平臺采用不同的工具、不同的數(shù)據(jù)庫、不同的數(shù)據(jù)源，即使是出自大牌廠商的產(chǎn)品，之間完全互聯(lián)互通也并不是容易的事，更不用說這些平臺可能來自不同的廠商。這對于最終用戶或者工程公司集成商來講，需要做很多重復(fù)性的工作，實(shí)現(xiàn)起來成本很高，甚至有可能功敗垂成。

而另外一方面，現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域要使用云計(jì)算、視覺識別、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等先進(jìn)IT技術(shù)，需要通過OT技術(shù)把數(shù)據(jù)收集起來，通過IT的協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸上去，再經(jīng)過數(shù)據(jù)的清洗和計(jì)算后返回，效率是很比較低的。而且IT的人往往很難理解OT的一些邏輯，所以工業(yè)領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)真正的智能困難重重，即使能做到也需要付出大量的時(shí)間和精力。

再加上工業(yè)自動化技術(shù)自身已經(jīng)積累多年，可靠性和穩(wěn)定性已經(jīng)越來越高，而IT技術(shù)也已經(jīng)比較成熟，很多技術(shù)都已經(jīng)過驗(yàn)證，應(yīng)用到工業(yè)控制這個層面的時(shí)機(jī)已經(jīng)到了。所以說，開放對于工業(yè)自動化的未來是十分重要和必要的。

現(xiàn)在在自動化領(lǐng)域，幾乎每個大廠都有自己的平臺。另外，還有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺、云平臺、數(shù)據(jù)采集平臺等各類平臺。那施耐德電氣的這個開放自動化平臺究竟是干什么的呢？為何可以稱為一個平臺呢？

王強(qiáng)軍表示，EcoStruxure?開放自動化平臺不能簡單理解為一個軟件，它是一個一整套軟硬件的系統(tǒng)。

首先，它是一個一體化的開發(fā)工具，就是我們說的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），用于工業(yè)自動化應(yīng)用程序開發(fā)的工具，可以對自動化項(xiàng)目和工程來進(jìn)行開發(fā)、組態(tài)、建模以及設(shè)計(jì)。可以自動生成HMI界面，這個HMI界面可以直接部署到工控機(jī)或者電腦上。

然后，它還有一個數(shù)據(jù)庫，可以對事件、記錄、趨勢等數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔和存儲。同時(shí)還有一些庫文件，包括各個行業(yè)的行業(yè)庫。

另外，它還有一系列的自動化硬件，比如面向大型產(chǎn)線控制系統(tǒng)的M580分布式控制器，面向機(jī)器自動化的莫迪康M251分布式控制器，支持分布式控制的ATV系列變頻器等。同時(shí)，還有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行環(huán)境（Soft dPAC），可以運(yùn)行在基于Linux/Windows 的IPC 或者基于Linux的嵌入式設(shè)備上。

有了這些完整的開發(fā)環(huán)境、硬件和運(yùn)行環(huán)境，就可以開發(fā)一套完整的自動化系統(tǒng)了，也就成為了一個自動化開發(fā)平臺。

開放自動化，意味著自動化產(chǎn)品的互聯(lián)互通互操作、即插即用、軟件代碼的復(fù)用和可移植。實(shí)現(xiàn)這樣的開放，一直也是自動化業(yè)界追求的目標(biāo)。那施耐德電氣的這個開放自動化平臺能否實(shí)現(xiàn)這一愿景呢？這個平臺為何就能稱之為開放自動化平臺呢？

針對這個問題，王強(qiáng)軍從開放自動化的內(nèi)涵和發(fā)展給出了答案。他指出，在自動化領(lǐng)域的開放，并不等同于IT領(lǐng)域的源代碼開放，而是指一個自動化系統(tǒng)能夠和其他系統(tǒng)、其他廠商的硬件很方便的集成和融合，就是所謂的橫向集成。另外，還需要能夠非常方便的將一些新的技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等融入到整個工業(yè)控制系統(tǒng)之中，這就是所謂的縱向集成。

開放自動化并不是施耐德電氣提出來的概念，早在1993年，國際電工委（IEC）就制定了用于統(tǒng)一PLC，DCS，IPC，CNC和SCADA編程系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3，這也開啟了自動化走向開放的第一步。目前多數(shù)自動化控制器已經(jīng)支持IEC 61131-3這一編程規(guī)范。

但是，IEC 61131-3是面向單個設(shè)備的編程標(biāo)準(zhǔn)，為哪個控制器開發(fā)的程序就只能部署到該控制器上，很難復(fù)制和移植使用，當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展和升級的時(shí)候，需要去不斷重復(fù)的編程，還要定義各個系統(tǒng)之間的接口。

后來，為了滿足日益復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)的要求以及可復(fù)用、可移植和可操作等的需求，IEC從2000年開始開發(fā)面向分布式控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499，并在2005年完成發(fā)布。IEC 61499是面向系統(tǒng)級的可執(zhí)行建模語言規(guī)范，它提出獨(dú)立于底層系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用模型，將面向部件的控制軟件封裝成為功能塊形式的軟件組件，通過連接功能塊，以直覺圖形的方式對控制算法建模。通過功能塊的標(biāo)準(zhǔn)化封裝實(shí)現(xiàn)了軟件的可復(fù)用性，從而使軟件與硬件解耦。所以說IEC 61499是當(dāng)前開放自動化的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

而這次施耐德電氣推出的開放自動化平臺就是原生支持IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺，從開發(fā)理念到各類功能塊都是嚴(yán)格符合IEC 61499的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，只要是按照IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)的軟件或者功能塊、行業(yè)庫都可以在這個平臺里面使用。只要是支持IEC 61499運(yùn)行環(huán)境的硬件，都可以用這個平臺來編程、組態(tài)。所以說，這是一款可以稱之為真正開放的自動化平臺。

盡管開放自動化的愿景十分美好，開放自動化的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499也早已出爐，而現(xiàn)在開放自動化的平臺工具也得到了施耐德電氣的重磅發(fā)布。但要判斷一個理念或者一個平臺是否真正的有用，還得看它能否給用戶帶來價(jià)值。

那施耐德電氣的這個開放自動化平臺能夠給用戶帶來哪些價(jià)值呢？ 

王強(qiáng)軍表示，EcoStruxure?開放自動化平臺的核心是IEC 61499，所以IEC 61499的一些優(yōu)勢就是它的價(jià)值體現(xiàn)。一方面IEC 61499通過功能塊封裝實(shí)現(xiàn)了軟硬件解耦從而實(shí)現(xiàn)了不同硬件、不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通互操作、軟件可移植和復(fù)用，帶來了極大的靈活性。比如可以將一個AGV小車或者一個機(jī)械手的控制封裝成一個功能塊，在每次用到AGV小車或者機(jī)械手的時(shí)候，直接在軟件中拉出這個功能塊就可以了，無需再次編程。

另一方面IEC 61499采用了面向?qū)ο蟮姆绞竭M(jìn)行功能塊封裝，棄用原來IEC61131-3中基于時(shí)間掃描的程序執(zhí)行過程，改為了基于事件驅(qū)動功能塊的執(zhí)行過程，更符合現(xiàn)代軟件工程，可以讓IT工程師更容易理解OT技術(shù)，降低IT技術(shù)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用難度。而且，這種組件化的面向?qū)ο蠓庋b方式和OPC UA信息模型是一致的，所以IEC 61499和OPC UA是可以緊密結(jié)合的。

比如，把一個泵封裝成一個功能塊之后，它的各種邏輯和參數(shù)都在功能塊里面，然后向外通訊，不管和SCADA系統(tǒng)通訊，還是和MES系統(tǒng)通訊，和3D模擬仿真系統(tǒng)通訊，如果采用OPC UA的話，只要稍做一下，就可以變成OPC UA信息模型，這也就大幅降低了數(shù)據(jù)集成或者工程集成的難度，無論是IT工程師還是OT工程師，只需要理解功能塊外部的接口怎么用，功能塊內(nèi)部的算法完全不需要去了解。

在國內(nèi)，施耐德電氣是在2020年11月第三屆進(jìn)博會期間正式發(fā)布了這款EcoStruxure?開放自動化平臺，那目前在國內(nèi)的最新進(jìn)展是什么樣的呢？

據(jù)王強(qiáng)軍介紹，該平臺已經(jīng)正式對外銷售。目前平臺針對食品飲料和物流兩大行業(yè)已經(jīng)有了豐富的功能塊。而且，EcoStruxure?開放自動化平臺采用敏捷開發(fā)的方式，每年都會進(jìn)行兩個版本以上的更新發(fā)布，逐步豐富其功能和行業(yè)庫。針對食品飲料和物流自動化兩個高速發(fā)展的行業(yè)，提供了細(xì)分的行業(yè)庫，為總包商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商和最終用戶帶來工程和運(yùn)營效率的優(yōu)化。如在乳品行業(yè)中，涵蓋儲存、傳送帶、灌裝等多環(huán)節(jié)的資產(chǎn)被容納到一個動態(tài)資產(chǎn)模型中，可實(shí)現(xiàn)各工程相互的連續(xù)性和總體設(shè)計(jì)的便利化；在物流行業(yè)，工程師可利用輸送線、移載、轉(zhuǎn)向等行業(yè)功能塊，快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、測試和調(diào)整，縮短系統(tǒng)投入運(yùn)行所需的時(shí)間。

王強(qiáng)軍還特別表示，施耐德電氣特別希望合作伙伴或者IT、OT工程師參與到開放自動化平臺各類功能塊的開發(fā)之中，通過應(yīng)用商店的形式搭建一個開放自動化的生態(tài)。