现代包装机必须做出适应新的结构，新材料，短版印刷以适应消费者的需求决定一个不断变化的新产品线。要做到这一点，机器都被人做成模块化，同时仍然能够被整合成一条线。
而且，随着物联网(IoT)进入机器和工厂，有更多的东西需要管理和控制。虽然这可能意味着重新设计机器，但所有这一切都为原始设备制造商提供了机会。
“下一代机器制造商想要与众不同，”该公司的高级产品组合经理维博什•古普塔表示爱默生西门子的机器自动化解决方案业务。现在的技术可以提供关键的差异化，只要包装原始设备制造商开始不同的想法。他说，具体来说，可以借鉴特斯拉的做法。“特斯拉告诉我们，OEM和客户之间的关系不是一次性的交易。如果一台机器是智能的，你可以通过向客户提供(新的)功能和服务，让它实现多点触控交易。”
最大的问题是:机器控制——可编程逻辑控制器(plc)——是如何进化的，以适应对更灵活、连通性和功能性的需求?事实上，随着供应商添加机器学习、人工智能(AI)、分析、云连接、更简单的可编程性，甚至虚拟操作系统，机器控制技术在过去几年里取得了巨大的进步。
plc和可编程自动化控制器(PACs)的功能相似，但使用不同的编程接口，长期以来被认为只是一种专门的计算机，从输入数据中收集数据，然后执行一个动作。他们被誉为高速确定性机器控制。但现在这些控制器集成了更多的功能，使它们成为多功能机构，成为真正的操作大脑。
当然，当涉及到大脑的时候，一切都与处理能力有关——也许还有一点点。
摩尔定律简单地指出，计算机的处理器速度将每两年翻一番，多亏了摩尔定律，工业供应商在他们的自动化控制器中使用更快的多核cpu。多核处理器是单个集成电路，它包含两个或多个处理单元，每个处理单元都可以读取和执行程序指令，从而提供并行计算和更好的整体性能。此外，多核技术与虚拟化技术的耦合意味着平台可以在同一个处理器上运行多个操作系统，包括确定性控制所需的实时操作系统。
艾默生最近推出了一款边缘控制器，它基本上是一个具有嵌入式物联网功能的PLC，在控制级别使用实时虚拟化添加分析和云连接。在四核CPU中，两个核专门用于传统的高速确定性控制，两个核专门用于另一个操作系统，比如Linux，以安全、合作的方式运行不同的应用程序，确保确定性控制不受Linux方面发生的任何事情的影响。
像这样的边缘控制器将为机器的大脑提供物联网信息，增加整体智能和可扩展性。而且，回到古普塔最初的评论，将使OEM和终端用户之间的多点触摸体验像特斯拉。
添加一个边缘控制器在内的众多智能传感器和仪表，也将迎来一个新的方式，使机器。“在未来，而不是更换机器，你可以用物联网升级随着时间的推移，”艾默生的机器自动化解决方案业务的产品管理总经理Rich卡彭特说。
考虑下一代制度
在大多数情况下，机器制造商已经适应了他们久经考验的plc，很少尝试改变一个新的控制系统或升级技术，因为如果它没有坏，就不要修理它，对吗?这在过去可能行得通，但现在是整车厂采用更先进的控制技术的时候了，这不仅将提供竞争优势，还将使他们处于数字化转型的位置。
贝加莱工业自动化的市场总监John Kowal说:“为了达到机器性能的下一个水平，控制平台将必须比传统的PLC更有能力。”制造商不会再购买几年前的包装机器，因为电子商务和大规模定制已经改变了产品的设计和制造方式。这意味着机器的设计和制造方式也必须改变。“这需要心态上的改变。你必须让你的机器更具适应性，这从控制平台的能力开始。”
科瓦尔点到一个统一的控制环境中的工程师多机应用程序的能力。
十一月，B&R宣布将ABB机器人集成到其自动化产品组合中。将机器人与机器控制融合到一个统一的体系结构中，将有助于大规模定制更小的批量。此外，贝加莱将视觉系统集成到机器控制器中，使其与机器在同一实时网络中工作，以更快地响应。通过将机器人学和视觉与机器控制相结合，可以实现更精确的同步。“同样的PLC有能力控制机器的所有方面，处理我们的集成视觉数据，控制我们的轨道系统，集成网络安全，包括协作机器人，运行数字双胞胎，你能想到的，”科瓦尔说。
今天的控制器是多任务机器——就像它们自动化的系统一样。
取三菱电机控制器。MELSEC iQ-R系列是专门为围绕生产率、工程、维护、质量、连通性、安全性和兼容性的高级应用而设计的。另一方面，iQ-F是为机器制造商设计的。它是一个紧凑的PLC，仍然具有一些特点的更先进的版本。它集电源、CPU、I/O于一体，内置高速计数器、定位输出、以太网、SD卡槽、可连接的安全扩展模块，以及包括CC-Link IE Field Network智能设备站模块在内的各种通信模块。
三菱电气自动化公司的产品营销工程师Lee张说:“它被设计成一个集控制器所有功能于一身的装置。”此外，最新一代的控制器可以在iQ-F cpu之间进行机器对机器的通信，无需任何编程。
张说:“如果你想连接plc或设备，[通常]程序员必须编写一个程序来进行通信，处理数据传输和握手，以确保数据来回传递。”“但有了CPU内置的这个功能，程序员所要做的就是使用基于向导的下拉菜单来选择要传输的数据。”
三菱电机还通过PLC上的内置web服务器使用户更容易看到机器的状态。张说:“我们已经使创建定制网页成为可能。
“因此，OEM厂商可以创建自己的网页中显示的所有信息，因为它涉及到机器。”
下一代控制器将具有更简单的可用性，更灵活的连接和通信，以及一些与三菱电机高性能plc相关的高级功能，包括更协调的运动控制。“包装机器依赖于高速、高精度，所有的轴都必须协调。这是iQ-F的关键特征之一，也是我们许多包装客户使用这一产品的原因之一。”张说。
Beckhoff自动化也有一个集成的产品作为它的TwinCAT 3自动化软件，用于基于PC的控制的一部分。新近公布的TwinCAT视觉增加了图像处理，以并入PLC，运动控制，机器人，高端测量的IoT和HMI的通用控制平台。
“当你有一个外部的视觉系统，它吸引的形象，在现场总线控制器和处理后通信，控制器可以发出指令导致的机器人，例如，”包装行业市场经理Beckhoff的美国马克Ruberg解释说。“因此，有等待时间中从相机到所述处理器的通信。Beckhoff公司的TwinCAT愿景已经通过嵌入视觉算法为我们的实时籽粒删除所有的通信延迟。因此，控制周围视觉循环可以微秒而不是毫秒数量级的更快“。
网络和对速度的需求
现场总线网络的速度也很重要，因为如果数据阻塞，所有这些处理能力并不重要。贝克霍夫的EtherCAT是在2003年开发的，拥有一个拥有超过5600名成员的独立技术小组，它是100%确定性和快速的。2018年，EtherCAT G发布，提供1Gbit/s的以太网传输速率。EtherCAT G10目前正在开发中，提供10gbit /second的数据速率。
Ruberg说:“EtherCAT仍然是可用的最快的工业现场总线，但对于视觉、分析、机器学习和云通信的数据传输需求不断增加，推动了更高的带宽需求。”“EtherCAT G和G10将在它成为瓶颈之前满足这一发展需求。”
欧姆龙自动化(Omron Automation)美国控制器产品经理Carrie Lee赞同Ruberg的说法，“EtherCAT具有出色的网络性能。它的速度非常快，在未来，它将简化我们正在努力做的事情。”
什么欧姆龙一个控制工程师不需要成为IT专家就能轻松理解的数据共享环境。通过Sysmac Studio和集成开发环境(IDE)，欧姆龙提供了一个单一的操作环境来设置、编程、调试和维护整个机器解决方案。这是一个软件套件的配置，逻辑，运动，视觉，安全，驱动器，网络和I/O。
去年，该公司宣布，集成了机器学习为边缘级工业控制器SYSMAC人工智能（AI）控制器。它运行在标准的控制器并行，共享背板杠杆机器学习和人工智能监测什么是在机器发生，以编程方式应对它来检测一些不寻常的。“这意味着，当它检测到发生了什么事情，而不是关闭线或浪费产品，机器会检测到异常，并转到备用运行模式，以保护产品和流程，”欧姆龙公司的Lee说。
贝加莱对网速有自己的解决方案。首先，它从内部具有自己处理能力的I/O片开始。“这就像分布在I/O切片上的PLC，具有快速响应时间，[因为]它不需要上到CPU来做决定，它就在那里做决定，”科瓦尔说。
与许多其他自动化供应商一样，贝加莱也在其自动化产品组合中加入了OPC统一架构(UA)和时间敏感网络(TSN)。OPC UA是一个独立于平台的面向服务的体系结构，为多供应商的机对机通信提供安全性和语义。TSN是IEEE 802.1定义的标准技术，在标准以太网上提供确定性消息传递。OPC UA通过TSN实现了高性能的运动控制流量和带宽密集型IT流量，它们之间不存在干扰。
有关时间敏感网络的更多信息，请参见:在网络上，时间就是一切:”oemgo.to /听
为罗克韦尔自动化在美国，OPC UA over TSN并没有为其自己的以太网/IP参考架构增加速度和确定性，该公司官员表示，这是为了确保网络不会过载。但它可以解决自动化社区固有的几个问题。
罗克韦尔自动化技术业务开发经理保罗•布鲁克斯表示:“其中之一是不同供应商提供的控制器之间的通信。“作为一个行业，我们从未就控制器之间的对话机制达成一致。第二件事是，作为一个社区，我们没有一个好的解决方案从设备到软件应用程序进行通信。从控制器到软件应用程序的通信是一个很好的解决问题，我们可以毫不费力地将信息从Logix控制器转移到软件应用程序和云中。但如果你有一个Kinetix驱动器，这是一个更困难的问题。OPC社区正在努力解决从自动化设备到软件应用程序的通信问题，使从这些设备获取信息变得更容易。”
而更大的机会是无缝移动机的信息到云中，从而增加了OEM的一个经常性收入流的能力。“这意味着他们可以采取后续维护支持的责任更大程度，”布鲁克斯说。
当然，现在还有其他方法来收集这些信息。例如，三菱电机的iQ-F控制器集成了该公司的物联网网关，因此PLC可以连接到互联网，并将数据推送到在线门户，允许OEM通过一个集中点管理现场的所有机器。“oem可以查看每台机器的所有不同使用信息，以及每个位置的OEE统计数据，因此当他们看到机器未充分利用或过度利用时，可以给出建议。它还允许他们通过隧道功能进行远程维护，”张说。
这不是你父亲的PLC
所以我们又回到了多点触控服务的主题，基于PLC内嵌入的更多功能。这就是爱默生所说的“真正的”边缘控制器，它真正改变了当今PLC的定义。
事实上，由于自动化控制器内置了如此强大的能量、智能和速度，贝加莱的科瓦尔发现“可编程逻辑控制器”这个名字在今天有点过时了。他说:“我想PLC这个词现在有点像我的父母把冰箱叫做冰盒。”
