開放式控制解決方案實現跨系統通訊
倍福為昆明船舶設備集團有限公司旗下的昆船智慧實施的自動化測試、存儲立體倉庫專案，成功地提升系統效率，同時滿足智慧製造的需求。倍福開放、緊湊的控制技術是該專案成功的關鍵。
昆船智慧技術股份有限公司（簡稱昆船智慧）隸屬於中國船舶集團下屬的昆明船舶設備集團有限公司。現有員工約為 1,800 人，其中專業技術人員約1,000 人，資產總額近 30 億元（人民幣）。公司主要業務包括倉儲及電子商務物流自動化設備和系統的開發、設計和系統整合。昆船智慧是先進製造業和現代服務業深度融合的新型企業，在中國自動化物流系統業確立領導品牌地位，他們先後採用倍福技術開發了滑靴式分揀設備、交叉帶分揀設備、多層穿梭車、環形穿梭車、AGV 等設備。
昆船智慧在承接自動化測試、存儲立體倉庫專案時，公司決定將其也作為現代物流倉庫的測試地點。新的物流中心主要用於儲藏與配送廠房的設備零件，專案目標是達到產品零部件的規範化管理，提升資訊化管理水準。昆船智慧經過討論後，選擇倍福作為其控制系統供應商，以提高昆船智慧自身電控產品平台的豐富多樣性，同時探索類似高階語言程式設計，以及PC-based平台在整線控制上的性能
系統架構及控制功能
在最終配置中，資料庫伺服器和調度伺服器處於系統架構高層，負責管理生產資料、與MES、ERP系統的交互以及調度任務的分配。本地 PLC 控制器、堆垛機單元及其它系統處於同一控制級別。稱重單元、輥道輸送系統、二維碼識別系統、外觀檢測系統、操作員終端作為本地 PLC 控制器的子系統，受本地控制器的控制。
系統功能分為出入庫控制、物料查詢、物料管理等。在入庫過程中，堆高機將托盤搬運到入口處，並放置到PLC 控制的輸送系統上。當滾輪運送機移動這些貨品時，系統會讀取托盤上含有貨品資訊的二維碼，控制器將二維碼資訊傳輸給後續系統。掃描完成後，托盤移動到外觀檢測區域進行外觀體積的檢測，根據不同的體積進入不同的輸送機。之後，托盤移至地磅進行稱重，這些體積重量資訊將被加到托盤資訊中，調度系統根據這些資訊選擇合適的貨架來存放托盤。
開放式的PC-based控制技術簡化通訊過程
滾輪運送機的的邏輯控制比較簡單，而倉儲設備與上級系統之間的通訊相對較為複雜。系統控制的困難包括如何能夠穩定地進行設備間的交換數據，以及在系統出現故障後如何能夠快速恢復等。與傳統 PLC 控制器相比，CX2020 嵌入式PC支持所有這些過程，並無需使用額外的 PC 設備。
據昆船智慧介紹，與傳統控制技術相比，倍福 PC-based 控制技術的優勢在於設備的互通互聯、高速性、高精度控制。總體來說，PC-based控制技術的系統開放性簡化專案中的通訊。這樣，透過本地 PLC 安裝的 PROFINET 通訊協議實現與堆垛機單元的 通訊、透過Modbus TCP 選件包實現與二維碼識別系統的數據交換、與透過安裝 TCP/IP 選件包與外觀檢測系統的 UDP 通訊。此外，控制器可以使用 TwinCAT Database Server 直接與資料庫進行數據交換，儲存相關的重量、外觀和尺寸資訊。嵌入式控制器可以與倍福CP2912 結合，建立一個整合在控制櫃中的緊湊型控制單元，無需使用單獨的操作終端。
PC -based控制系統的互聯互通性還體現在支援 VPN 通訊。客戶的技術中心在市區，而倉庫在10公里外的工業區，當設備有問題時，客戶可以從技術中心遠端登入控制系統，方便指導現場人員進行故障排除。
緊湊型 I/O 模組的使用降低硬體成本
「物流業現在的競爭非常激烈，對我們來說，降低成本非常重要。與我們以前使用的系統相比，採用倍福的 16 通道高密度端子模組後，整體硬體成本降低了 30% 左右。」負責這個項目電控設計的楊新麗工程師說。
系統一共設計了 5 個地磅，它們透過 EL6631 PROFINET RT 控制器/設備端子模組連接 EtherCAT。昆船智慧公司負責專案調試的馮立源工程師說：「倍福 EtherCAT 閘道模組配置靈活方便，我們之前使用其他供應商的閘道模組都需要使用獨立的軟體進行配置，而倍福的 EtherCAT 閘道的配置可以透過 TwinCAT 軟體方便、穩定地完成。」
高效開發縮短實施時間
倍福的軟體和硬體可以單獨開發和調試，軟體工程師不需要瞭解硬體就可以編寫和調試程序。硬體工程師只需要按照點表要求把變量點與實際硬體點連結起來即可。專業化的分工使工程師能專注於優化系統；軟體和硬體可以同時實施，到差不多時再結合起來聯調，減少專案的實施週期。此外，當某個硬體通道損壞後硬體工程師只需把當前的變數連結解綁，重新綁定到另外一個通道即可，不需要修改運行程式的原始程式碼。
程式的模擬運行也是 TwinCAT 的強項。「我們的軟體在開發好後，都要先使用 TIMMS VCCS 軟體進行連線模擬調試，倍福在模擬運行這塊確實做得好，我的電腦在安裝TwinCAT 後，就變成一個強大的控制器，能夠直接找到程式中的錯誤。」馮立源工程師解釋說道。TwinCAT 支持所有 6 種 IEC 61131-3 程式設計語言，各種程式設計語言可以在一個專案中混用。梯形圖（LD）程式設計語言的邏輯比較直觀明瞭，可以用於控制滾筒機；結構化文本（ST）程式設計語言用於實現 Modbus TCP 通信、UDP 調試和算數運算。
對未來的展望
隨著智慧工廠、工業4.0概念的提出，未來的物流自動化也要朝著智慧化、資訊化的方向發展，昆船智慧認為，傳統的「黑盒子」PLC 控制是一個封閉的平台，無法實現所需的新功能，而PC-based控制技術本身就是 PC 技術的一個分支，具備了在同一個平台上實現自動化、智能化和資訊化融合的條件。楊新麗工程師總結：「在這個專案中，我們看到PC-based 控制技術的巨大潛力，在下一個項目中，我們可能會考慮採用倍福功能更強大的 PC-based 控制系統來替代目前的伺服器工作，這樣又可以幫我們節省兩台伺服器的成本。」