结合了长期单独的自动化功能进入单个控制环境，这一直是现在的持续工业自动化趋势。两个最突出的示例是一个控制器中的安全性和控制应用的组合以及在一系列内容互联网（物联网）环境中连接一系列设备和软件的平台的组合，用于监控和控制。
为了了解这一趋势，特别是围绕视觉和控制技术的结合，我们与博克霍夫自动化自动化产品经理的泰文普斯（Daymon Thompson）连接“自动化世界获得问题”播客系列的集会。
汤普森解释了这种结合自动化技术的趋势，他说，这通常以两种方式之一发生。“一种是功能通过背板连接在单独的硬件中。在这种情况下，它们都有独立的cpu，本质上仍然是独立的部分;他们在一起看起来很不错，”他说。“另一种方法是认识到每一个cpu上都运行着软件来管理其功能。在这里，开发人员将这些软件片段集成到一个更大的CPU上，然后将它们组合到一个编程环境中。这是我们在几家工业控制供应商身上看到的更大趋势。这是我认为每个自动化控制器最终都会采用的方法因为这种方法的附加性能可以用控制器的总周期时间和更新速率来衡量。这对整个机器生产水平和机器总产量有明显的有利影响。”
Daymon Thompson，Beckhoff自动化自动化产品经理。
集成架构
在这些集成技术环境中寻找的关键方面是它们的结构，建议汤普森。这样做的一种方法是将技术组合起来，但要关闭它们，以便只有供应商的技术合作。“并且，如果您需要的一天，您可能需要添加另一台PC并将其扩展到数据记录或数据库连接，例如”他解释说明。
其他方法是托普森称为“开放路径”，其中客户可以添加到系统中。“如果客户想要做像实现自己的C＃前端或高级数据记录或第三方软件的事情，则开放路径允许这些类型的东西，”他说。“并且打开的路径使其更容易结合新功能。例如，使用IoT，您可以采用现有控制器，而不是必须将一块硬件添加到机柜中，您可以使用REST API或MQTT将另一个软件模块添加到现有CPU。您还可以为新的高级运动功能或线性传输系统碰撞避免等内容添加功能。“
连接视觉和控制
在Beckhoff，围绕组合自动化技术的主要关注领域一直致力于将机器视觉带入整体机器控制环境。汤普森解释说，这里的Beckhoff的方法是“最小化系统架构复杂性，同时仍然非常开放，允许添加未来的功能，而无需交换或丢弃硬件。”
He said Beckhoff’s objective here is not just to bring software objects together in an open environment, but to ensure that they're “seamlessly integrated inside the engineering environment so that there is one controls program for the machine, all its settings, and all the needed machine software, like HMI, PLC code and database, motion, servo drive configuration, IoT communications—everything in one product.”
汤普森解释说,Beckhoff已经通过开放”的实时控制器(TwinCAT 3实时)这些各个模块,客户可以使用相同的基本架构和api Beckhoff用来插入不同的组件,如c++代码或MatLab / Simulink的代码”。
汤普森说:“这正是我们在视觉整合方面采取的策略。”“我们使用机器视觉软件算法，并将它们插入其中一个软件模块，我们可以实时执行这些操作。从控制工程的角度来看，这是理想的，因为开发人员工具拥有视觉所需的一切，如连接摄像机和配置摄像机参数。它与PLC和驱动器生活在同一个环境中。”
因为所有这些功能的配置都可以复杂，所以汤普森说它“全部归结到PLC库。例如，我们的PLC库用于视觉功能，拥有超过500个功能。这些函数可用于解决从简单操作或编写图像到轮廓查找和匹配的所有功能，所有这些都可以用于任何PLC编程语言。“
在运行时方面，由于算法已经实现到软件模块中，PLC中编程的所有工具都是实时执行的，“这意味着执行速度非常快，”Thompson说。“例如，机器视觉可以与运动控制器、机器人和I/O非常密切地同步。因为所有这些都是在PLC内部的软件上完成的，用户可以改变视觉算法，改变视觉参数，并在图像处理序列中间添加新的算法或工具集，然后在机器运行时实现它们。这使得它成为超级高效的工程，特别是对原始设备制造商。”
应用
考虑到Beckhoff在一个控制器中结合自动化功能的历史，我们要求汤普森提供一家已经做到这一点的公司和他们衍生的利益的例子。
他引用了一个想要改造旧机器的客户，以便它可以复制设施中的其他更新机器的功能。该公司计划更换旧机器上的视觉系统，以匹配新机器上使用的内容。相反，Beckhoff展示了该公司如何实现TwinCAT视觉软件，以便机器控制和视力在一个系统中组合。
汤普森表示，这家公司的成本储蓄50％，而替代旧的视觉系统最初是预期的。“他们所要做的就是插入他们已经进入其现有的Beckhoff控制器的GigE相机，”他说。“他们甚至没有更新CPU。”
他补充说，这家公司也有15％的生产增加了，这种变化，因为它们能够使用新的视觉算法与以前的系统一起处理产品并更快地反应。
