基于PC的控制技术：umati接口标准的推动力

在现代化生产系统的设计和运行中，将各种机床整合到控制系统中，会产生比较大的成本支出。通常，造成这种支出的主要原因是各种控制系统提供的数据范围不同，以及在工业环境中的信息结构、内容和呈现形式方面缺乏通用性的标准。

作为自动化领域的专家，倍福认为，将 umati 作为基本方向将会带来巨大潜力，不仅可以解决控制系统连接等现有问题，还可以开发基于PC控制技术的新应用。倍福最近展示了很多有趣的方法，在最简单的情况下，机床控制系统和OPC服务器在同一台工业PC上运行。这种策略非常有效，因为受控过程和OPC服务器之间的接口仅使用软件来实现。工业PC不仅具有集成到IT环境中所需的接口，而且还能够硬实时控制最复杂的工作流程(例如，使用TwinCAT自动化软件)，因此能够实现上述目标。这样可以直接从TwinCAT CNC提供机床的配套规范。机床控制和OPC服务器也可以布署在单独的设备上。无论是经过深思熟虑后确定设计，还是翻新改造，在这两种情况下都证明PC技术由于其良好的开放性而有较大优势。工业PC甚至可以与老旧的控制器进行通信，例如通过现场总线。获取到的数据可以在本地处理，并通过OPC服务器提供给外部环境。这意味着现有的机床也可以配备umati接口。倍福已经在2019年的EMO展会上展示了这个应用场景，并在德国机床制造商协会(VDW)的 umati 展示中集成了多个第三方制造商提供的控制器。

工业 PC 也可以用作多台机床的 umati 总服务器。例如在一个生产单元内，与机床的连接可以通过现场总线连接或 umati 实现。从单台机床的角度来看，工业 PC 可以用作 OPC 客户端。在实际应用中，上述例子并不总是能彼此清楚地分开。通常情况下，转换点是一直变化的。但工业 PC 永远不必简化为纯粹的 OPC 服务器功能。平台的开放性和可扩展性可以实现量身定制的解决方案，带来高附加值。例如，一个总服务器可以同时作为一个具有 PLC 和 NC 功能的单元控制系统，而作为翻新改造部分安装的工业 PC 可以提供额外的状态监测功能，包括连接所需的传感器并实时分析传感器，从二进制信号的简单统计分析到电能测量技术和重要组件的复杂频率分析均可完成。计算得出的状态变量可以直接整合到所提供的 umati 数据中。同时，这些信息也可以用作机器学习算法的输入数据。TwinCAT 利用之前未知的因果关系在工业 PC 上实时执行这一任务。这样可以提高效率，并及早检测和预防潜在的机床故障。现有的机床可以融入 umati，如果所需的PC和I/O防护等级达到 IP 65 或更高，就可以将它们直接安装在机床上，无须改动控制柜中现有的安装配置，即可实现简明、完善的解决方案。umati 的概念虽然还不成熟，但很明显，鉴于基于 PC 的控制技术可能的应用领域非常广泛，它将成为实现跨行业互操作性的关键因素。