工业公司转向开放式自动化技术

如果在自动化领域有一个圣杯，那就是真正的即插即用或即插即产能力。但随着数十年来在专有系统上运行的设备和软件在整个行业仍在运行，即插即用的概念一直面临着与供应商的商业模式的艰苦战斗，直到几年前，一些大型终端用户开始更公开地要求自动化技术更容易的互操作性。

在这些终端用户中，最有发言权和最活跃的是埃克森美孚，它支持开放过程自动化论坛及其配套的开放过程自动化标准(O-PAS)。ExxonMobil参与O-PAS标准开发的一个关键方面是在该公司的标准概念验证测试平台中使用了nxtControl的技术。

施耐德电气于2017年收购了nxtControl，以获得其基于IEC 61499标准的运行时软件。IEC 61499在工业过程测量和控制系统中使用事件驱动功能块，允许跨多个设备和系统分发应用程序，而不考虑供应商。

IEC 61499和它有什么关系?

正如《自动化世界》高级编辑斯蒂芬妮·尼尔在她的文章中指出的那样ARC论坛活动的开放自动化报道2022年6月:[IEC 61499]不是一种编程语言，而是一种用于分布式信息的系统设计语言。

该标准没有定义编程语言，但推荐使用IEC 61131-3语言。IEC 61499中使用的函数块只作用于局部变量，使其成为独立和自包含的软件组件。自动化工程师很熟悉这个功能块应用程序的图形特性，这使得调试和调试更加容易。

IEC 61499标准是UniversalAutomation.org-一个独立的、非营利性的用户和供应商协会，管理基于IEC 61499标准的共享源运行时执行引擎的实现。根据该组织的说法，UniversalAutomation.org旨在为“一个可移植的、互操作的、即插即用的解决方案的生态系统，在工业自动化领域创造一个全新的类别”提供基础。

UniversalAutomation.org的首席营销官格雷格·布考德说。 UniversalAutomation.org的首席营销官格雷格·布科德(Greg Boucaud)说，该组织专注于两件事:1)成为一个使用IEC 61499作为独立软件组件的事件驱动功能块的技术推动者;2)通过应用程序和设备模型将应用软件从硬件中分离出来，从而形成一个将软件组件映射到设备的系统模型。“有了这个，开发人员可以编写一次，并在多个兼容universalautomation.org的设备上分发，”他说。

施耐德电气同意IEC 61499标准为实现“即插即用”自动化技术组件提供了基础，从而帮助开发和支持UniversalAutomation.org。

UniversalAutomation.org的总裁John Conway表示，没有一家公司能够提供工业互操作数字转型所需的一切，但UniversalAutomation.org通过提供跨多供应商平台集成的IEC标准的可实现版本，帮助实现这一目标。

来自埃克森美孚、英特尔和Wood PLC的见解

在2022年施耐德电气创新峰会上，埃克森美孚控制系统工程助理David DeBari;面向能源和材料市场的咨询和工程公司Wood PLC的应用智能技术总监布拉德·邦内特(Brad Bonnette);以及英特尔工业控制和机器人总经理理查德·克斯雷克(Richard Kerslake)谈到了他们对UniversalAutomation.org的支持。

Richard Kerslake，英特尔工业控制和机器人总经理。 “英特尔非常相信软件定义的控制系统，”Kerslake说。“今天，你会把(自动化)放在独立的盒子里，比如plc和人机界面。在这里(使用IEC 61499)，我们打破了硬件和软件之间的联系，这使得整个生命周期在部署和更新方面更容易。灵活选择最好的硬件是为了保护你的投资。”

DeBari补充说，他也是IEC 61499硬件和软件分离能力的强烈倡导者。“我已经使用61499运行时很多年了，它被证明是非常强大的。(在埃克森美孚)我们早在2017年就开始用它进行概念验证测试，从那以后我们就一直在折磨它。我们想知道我们能否打破它。”

ExxonMobil控制系统工程助理David DeBari说。 他指出，IEC 61499中使用的基于状态的控制模型已被证明非常健壮和可移植。“我们正在对我们的一个化工厂的一个新的开放过程自动化系统进行改造和替换，该系统有2000个仪器和数百个回路，我们使用61499作为逻辑。我们毫不怀疑这将奏效。”“我们发现IEC 61499的特性、可移植性、分布性和事件驱动能力使您摆脱了时钟周期。这将使埃克森美孚(ExxonMobil)赚到足够多的钱，从而轻松克服会计障碍。”

Bonette补充说，工业界不应将运行时引擎视为IEC 61499的价值。“它(运行时引擎)完成了它的工作，我不需要考虑它。其价值在于在软件控制中使用嵌入式智能。它允许我们专注于高附加值的组件，比如提高应用于流程控制的智能水平，而不必为每个硬件平台重写它。当你购买控制应用程序时，你不应该考虑硬件平台。”

Wood PLC应用智能技术总监Brad Bonnette说。 伍德目前正在与IEC 61499合作，研究复杂的控制策略，如排放。Bonette说:“我们正在将其应用于跨多个设备的热氧化剂逻辑。”“我们可以建立容错和弹性，使它能够适应，因为它基于基于状态的控制。”

Kerlsake表示，英特尔正在与埃克森美孚和施耐德电气合作，开发使用IEC 61499的新一代分布式控制节点(DCNs)。这些dcn是能够控制功能和运行应用程序的现场级边缘设备。他补充说，他们还专注于基于linux的工业应用边缘控制。

除了控制应用之外，Bonnette认为IEC 61499还可以通过开发包含认证和验证原则的应用程序来支持下一代网络安全。

兼容的硬件和软件

让IEC 61499运行时引擎得到工业界的广泛支持是第一步。当然，下一步是在市场上提供兼容的硬件以广泛实现。

虽然UniversalAutomation.org在不到一年前启动，但支持IEC 61499的几种可用的自动化硬件设备包括:

• 研华的UNO 430加固工业PC;
• ESA自动化的EW420加固工业PC;
• Flexbridge的IceBlock智能无线dnode;
• 斯塔尔IS1 +远程I / o;
• 施耐德电气的莫迪康M251机PLC,莫迪康M580过程PLC;和亚视变速驱动卡。

在软件方面，施耐德电气提供了Ecostruxure自动化专家，使用iec61499将硬件和软件解耦，以提供一种通用语言连接所有系统。据该公司介绍，Ecostruxure Automation Expert通过IEC 61499实现了本地IT/OT融合，有助于与先进的IT应用程序、工具和技术进行集成，以供工业使用。它的以资产为中心的设计与预先开发的资产模型可以用于更容易地重用可移植自动化对象。

德巴里说:“当你开始关注这个问题时，你就会意识到控制模式将会发生改变。”“你可以把61499拆成几部分，在不同的地方运行。我们让每个计算节点在一系列总计38个I/O点的设备中只做一件事，并且让56台计算机在一个PID循环中工作。我们使用通用计算和网络功能以1毫秒及以下的速度运行它。这就是为什么我们有信心，如果管理不当，它可以运行我们的化工厂的高能量过程。”

以下视频拍摄于2022年施耐德电气创新峰会，进一步解释了UniversalAutomation.org及其与施耐德电气技术的联系。