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索PC控制技術的無限可能,中科時代推進國產替代新征程

當前欄目:科技|發布者:阿堅|來源:自動化網|發布時間:2024-02-26 15:06:28|閱讀:

本篇文章4825字,讀完約12分鐘

控制系統在自動化發展的進程中扮演著基礎卻關鍵的執行者角色。隨著工業自動化和智能化進程的深度推進,控制系統正面臨更高的要求和挑戰。一方面,為應對日益復雜的生產工藝和設備要求,需要進一步提高控制精度和響應速度;另一方面,生產制造環節對控制系統的算力需求越來越高,亟待加強與其他自動化技術的整合與協同,以實現生產過程的整體優化和智能化。

中科時代作為一家在PC控制、雙域操作系統開發、運動控制算法和人工智能算法等領域擁有深厚技術積累的企業,以算控一體技術為設計理念,致力于推動工業自動化和智能化的發展。近日,gongkong®有幸采訪了中科時代的相關產品負責人,深入了解了其在工業自動化領域的創新實踐和應用成果。

通過與中科時代產品團隊的深入交流,gongkong®對中科時代推出的多款工智機以及數字化軟件解決方案的技術細節和研發理念有了更加全面的認識。同時,我們也深刻地感受到中科時代對于客戶需求的高度重視以及對產品品質的嚴苛要求。這種以技術創新為驅動、以客戶需求為導向的發展理念,無疑將為中科時代在工業自動化和智能化領域的穩健發展提供堅實支撐。

工智機:算控一體,融合IT與OT的革新之作

當前,智能制造的時代命題向各行業都提出了更高要求,控制系統作為生產制造的重要支撐,更是決定著加工精度、產品品質和設備性能。中科時代緊湊型工智機高級產品經理邵慧表示,面對國產芯片組、工業虛擬化技術和IDE生態的創新壁壘,中科時代的核心技術路線是基于PC技術和軟件定義技術的工業自動化和智能化。

與傳統“工控機+下位機”的分體架構相比,基于PC技術的一站式自動化擁有三方面優勢:一是硬實時速度更快,抖動更低;二是算控一體,成本更低;三是編程效率更高,用戶體驗更好。

中科時代推出的工智機,通過軟件定義技術實現了IT和OT的融合,既有傳統控制器,邏輯控制/運動控制等功能,同時兼具能夠承載上位機復雜應用的功能。其內部集成的高級算法和高性能處理器賦予了它強大的計算及數據處理能力,使其能夠應對各類復雜任務。

SX2系列與SX5系列工智機

邵慧重點向我們介紹了SX2系列與SX5系列工智機:

SX2標準型工智機特點為算控一體,算中有控,具備強大的計算能力,采用中科海光CPU,具備四核八線程的高性能,主頻范圍在2.0G~3.3G赫茲,適用于對算力要求較高要求場景。

SX5系列緊湊型工智機采用英特爾CPU,主打算控一體,控中有算,側重于運動控制的場景,并增加了機器視覺等功能。

無論是適用于算力要求較高的SX2系列,還是適用于對控制要求較高的SX5系列,中科時代的目標是讓每一款產品都能精準滿足客戶的需求。

中科時代SX2系列與SX5系列工智機

隨著工業應用場景越來越多視覺檢測功能的引入,也伴隨著設備控制工藝的算法越來越復雜,用戶對于控制系統算力的需求空前高漲,算控一體可以完美解決實時側與非實時側的融合。在工智機內可以通過ST語言編寫簡單的工業視覺算法,實現檢測、定位、識別、缺陷等功能,滿足客戶運動控制+視覺場景需求。

“在我們團隊有一個口號,就是讓工控人能夠輕松搞定視覺。”邵慧說道。傳統的PLC編程方式是IEC61131-3的圖形化語言,而視覺部分則需運用C語言或C#等高級編程語言。中科時代將視覺算法轉化為圖形化語言,并嵌入控制器中,使得單個控制器能夠在一套軟件中實現機器視覺、邏輯控制、運動控制、可視化界面、組態軟件以及邊緣計算等功能。

憑借出色的穩定性、智能化、應用性、安全性和兼容性,工智機已成功應用于新能源、流程工業領域。中科時代IPC型工智機產品總監李秀超向gongkong介紹說,通過一臺工智機同時滿足復雜工業環境下不同的控制需求,能夠大大簡化系統架構,提高生產效率。特別是將CNC數控系統運行在IPC工智機上,可以實現CNC數控系統+PLC+工控機三種硬件形態的融合。

中科時代CNC數控系統

工智機在與CNC數控系統的結合上展現出了獨特優勢。中科時代的CNC數控系統采用模塊化設計,具備較高的靈活性和擴展性。結合高精度伺服系統及反饋裝置,工智機能夠實現高精度加工與制造,滿足各種復雜工藝的需求。

通過將CNC數控系統與通用自動化技術相結合,工智機能夠實現自動換刀、檢測補償等功能,承擔更為邊緣的工作,覆蓋生產線全流程。

“這不僅充分發揮了算控一體化平臺的優勢,還顯著提高了數據交互和通訊能力,從而進一步提升了生產效率和精度。”李秀超講道。

數字化軟件方案:開箱即用,滿足多樣化需求

軟硬結合是實現工業自動化和智能化的基礎。硬件提供了基礎計算和控制能力,而軟件則賦予了硬件更多的功能和靈活性。隨著“軟件定義未來”成為現實,數字化軟件正發揮著前所未有的重要作用。

中科時代軟件技術產品專家邸抗特別介紹說,相較于傳統控制方案,工智機采用算控一體的雙域操作系統,實現了實時和非實時系統間的完美隔離,能夠實現高效地分配和管理資源,確??刂葡到y的極致穩定性,專為復雜的工業環境設計。在數據采集層面,工智機可以采集各種各樣的數據,同時將采集到的數據置于非實時系統中處理,并與實時域進行交互。

基于對“軟件定義”趨勢和行業用戶需求變化的深刻洞察,中科時代持續發力數字化軟件業務能力,推出了Instaguard設備智能看護診斷系統、MesPV多晶硅還原爐工藝優化控制系統和SparkCV視覺智能看護系統。

“這三款數字化軟件解決方案,具備開箱即用的便捷性,既有面向多行業的通用型方案,也有針對特定場景的應用,旨在滿足各類客戶的不同需求。”邸抗講道。

數字化軟件解決方案既可以與中科時代的工智機相結合,也可以采用云端模式。在選擇將數據私有化或云端模式時,主要依據于客戶的實際需求。例如,在石油和石化等行業,企業更加重視數據安全。因此,企業一般會選擇將數據私有化,并將中科時代的工智機引入。

中科時代數字化軟件解決方案

邸抗詳細介紹了Instaguard設備智能看護診斷系統。該系統通過AI算法模型,提供全自動的設備看護診斷服務。傳統的設備監測主要依賴于單一振動信號,但在某些場景下存在局限性。因此,中科時代采用了創新方法,即采集設備本體振溫度及其上下游工藝數據,通過多維數據聯立分析引發設備故障預警的根因,從而減少非計劃停機,進一步提升看護分析能力。

MesPV多晶硅還原爐工藝優化控制系統則是專門面向光伏行業上游-多晶硅制造這一具體應用場景推出的解決方案。它提供混合IDE編程環境,將客戶自己的工藝流程、業務經驗算法快速封裝成功能塊,具備更高的實時性和客戶關鍵算法的可靠性。此外,SparkCV視覺智能看護系統也備受矚目。該系統內置豐富視覺識別算法,能夠結合企業已有的網絡和攝像頭基礎設施實現智能化監控。

談及中科時代數字化軟件布局時,邸抗表示:“中科時代將繼續完善和豐富數字化軟件產品矩陣。未來,我們計劃開發能耗管理系統,這與當前國家提出的‘雙碳’目標緊密相關。其次,我們也希望在鋼鐵領域打造出一系列通用性的解決方案,滿足更多應用場景需求。”

聚焦垂直行業應用:量身定制,解決痛點

更快速的響應速度,更高的控制精度和更強大的算力需求,控制系統已成為提質增效,決定企業核心競爭力的關鍵環節。近年來,以光伏、鋰電和電子制造為代表的行業取得了快速發展。無論是多晶硅還原爐生產,還是3C電子產業中智能化生產,每一個應用場景中均蘊含新機遇。

中科時代激光產品總監兼武漢公司總經理劉慶表示:“每個客戶都有獨特的定制需求,這些需求往往充滿挑戰,但也是我們的機遇。中科時代具有更強的靈活性,能夠全力以赴地為每位客戶提供優質服務和量身定制的解決方案。”

劉慶分享了中科時代在與客戶合作過程中的一些經驗:“我們非常注重降低客戶的風險。通過展示成功案例、提供技術支持和輔助客戶使用我們的硬件等方式,努力增加客戶的信任度。我們相信,只有真正站在客戶的角度思考問題,才能贏得他們的信任和長期合作。”目前,中科時代提供的整體激光焊接設備配合模組銷售,已實現規模采購。

中科時代工程師在客戶現場

針對激光行業,中科時代可以為客戶提供全套解決方案,除了自有的硬件平臺以及軟件解決方案外,還包括其他執行件、直線電機、伺服模組,涵蓋CCD機器視覺和精密運動等領域,主要專注于微密級應用,包括激光打標、焊接和切割等。談及與其他老牌企業的競爭時,劉慶表示:“不得不承認老牌企業在某些方面具有很多優勢,但中科時代也有自己的獨特之處。我們的產品能夠隨著整體PC構架的升級而不斷擴展,這意味著我們的解決方案能夠更好地適應未來的技術發展和市場需求。”

隨著細分行業的定制化需求越來越高,中科時代能夠更加靈活地滿足不同用戶的需求。“在深入了解終端行業特定需求的基礎上,通過優化性能參數、功能配置,甚至外觀設計,我們能夠提供包括工智機和數控系統在內的定制化解決方案,滿足用戶在速度、精度、穩定性等方面的多樣化需求。”李秀超說道。

中科時代3C產品總監兼蘇州公司總經理劉飛也表示:“我們還可以在上層構建不同的應用軟件,結合行業know how做定制化的開發和封裝。”以3C行業為例,蘇州團隊根據行業特點和客戶的需求,基于成熟的標準產品進行了定制化封裝,推出了軟板卡等創新產品。此外,中科時代根據光伏和鋰電行業客戶的需求進行一些組態的軟件開發,配合標準件,作為整體解決方案輸出。

“大終端企業的設備種類繁多,控制理念也各異。因此,未來大終端企業的發展必然需要從頂層出發,構建一個統一的頂層設計架構。”劉飛進一步指出,基于這一行業洞察,蘇州團隊將緊密圍繞大客戶、大終端需求,提供專業的賦能服務。這不僅體現了中科時代對市場趨勢的敏銳把握,也展示了其服務客戶的決心和實力。

值得注意的是,大型OEM廠商雖然具備強大的整合能力,但中小型OEM企業在研發投入和專業技術方面可能面臨挑戰。對此,中科時代其他團隊也積極輸出相應的解決方案,幫助這些企業快速實現產品的更新迭代。這種全方位的服務模式不僅提升了中科時代的市場競爭力,也為整個行業的發展注入了新的活力。

作為一家產品型公司,中科時代深知品質的重要性,因此一直致力于收集各種測試數據以支撐其產品開發和品質保證。

基于這一背景下,在綜合考慮成本、客戶服務、交通便利度等多方面因素后,中科時代在蘇州成立了測試中心,除了常規測試外,還可模擬現場各種應用場景及256軸等極限測試環境,旨在通過嚴謹的測試手段確保產品的高品質和穩定性,滿足現場復雜的應用要求并贏得市場的信任。

在談到產品質量和測試時,邵慧也特別強調,中科時代在原理設計階段就嚴要求、高標準。為保證環境可靠性,所有主要器件均使用工業級物料甚至是車規級物料。整機達到了-40℃~60℃的工作溫度范圍,EMC整體測試選擇3級,高于GB/T 15969.2/IEC61131-2上的標準。

打破技術壁壘,釋放智造潛能

自中科時代創立以來,便專注于算控一體的研發,其核心技術更是源自中科院計算所。核心產品在性能、功耗、可靠性等方面具有顯著優勢。中科時代的團隊成員更是積累了深厚的行業經驗和敏銳的洞察力,能夠迅速而準確地把握行業發展的脈搏,以及客戶深層次、多元化的需求。更為難得的是,中科時代始終堅持以客戶為中心的理念,構建了一套高效、完善的客戶服務體系,涵蓋售前、售中、售后各個環節,研發和技術支持團隊能夠快速響應用戶訴求,提供定制化的服務,加速推進解決方案的落地。

面對國外巨頭在國內高端計算設備市場的壟斷局面,中科時代以算控一體為設計理念,堅持自主研發,努力打破技術壁壘。他們的目標不僅僅是滿足制造業各領域細分應用的需求,更是要通過自主創新,實現高端計算設備的國產化替代,從根本上解決“卡脖子”難題。

展望未來,gongkong®十分期待中科時代在工業自動化和智能化領域的進一步創新突破。相信在中科時代的不懈努力下,他們必將為制造業的高質量發展注入新的活力,成為推動行業進步的重要力量。


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