2018年11月14日上午，由中國電器工業(yè)協(xié)會風力發(fā)電電器設備分會、中國電工技術學會風力發(fā)電技術專業(yè)委員會、東方風力發(fā)電網(wǎng)主辦，江蘇中車電機有限公司承辦的第三屆中國海上風電大會暨風電電氣裝備高峰論壇在北京四川五糧液龍爪樹賓館隆重開幕。
德國倍福自動化有限公司風電技術部經(jīng)理王寧強在嘉賓演講環(huán)節(jié)發(fā)表了題為《倍福自動化新技術—AT與IT的融合》的演講：
今天我演講的內(nèi)容包括三個部分：
一、為什么需要AT和IT融合？
二、AT和IT融合的技術基礎。
三、倍福公司我們是如何把我們的自動化產(chǎn)品和IT技術更深入的融合在一起的。
首先看一下自動化的發(fā)展，經(jīng)過了四個階段，我們目前處在第三個階段，現(xiàn)在工業(yè)4.0概念大家都已經(jīng)比較熟知了，市場上我們可以看到很多的著作，很多的書可以來介紹工業(yè)4.0的技術，這個地區(qū)我們提到的就是說在工業(yè)4.0這個時代我們有一些要求，比如學校要求高度信息化、高度網(wǎng)絡化，這些就是對AI和IT的融合提出了一個要求。AT指得是自動化技術，IT或者我們叫IT信息通信技術，現(xiàn)在可能工業(yè)4.0這個概念提出以后OT和AT的概念提的比較多，OT是運營的技術。跨大家都知道在工業(yè)4.0里面其實有兩個核心價值，一是智能制造，在智能制造里面 對我們的制造系統(tǒng)提出了一些新的要求，比如說高品質(zhì)需要系統(tǒng)有更高的精度，高速度需要你有更高的效率，高級深度就是在一套系統(tǒng)里面可以完成更多的功能。模塊化實現(xiàn)你的柔性生產(chǎn)，包括軟件化、開放性、互聯(lián)網(wǎng)。
第二個核心特點就是智能工廠，在智能工廠里面我們可以看到它有模塊化的機器，標準化的系統(tǒng)，還有整個系統(tǒng)需要有一個很好的數(shù)據(jù)共享，包括具備全生命周期的設計，另外包括設計分析。這里面我標紅的特征也是在IT領域里面已經(jīng)是非常成熟和規(guī)范的了，在自動化領域還是有一定的欠缺。
從數(shù)字化轉(zhuǎn)移這個角度，上一周我們看到一個新聞金風的數(shù)字化轉(zhuǎn)移獲得了哈佛商業(yè)評論的Top50榜單，這里面實際上我看了一下，最主要的內(nèi)容就是數(shù)字化風電場融入了功力預測，智能故障診斷，健康狀態(tài)預警，分歧優(yōu)化等一體化的IT工具。下午第一位演講者也給我們介紹了云技術在風電運維或者風電功力預測里面的應用，從這幾個方面我們可以看到，技術的要求，技術的發(fā)展需要我們把IT和AT技術融合在一塊。
它能不能融合，它的技術基礎是什么？我從幾個比較具體的方面來給大家闡述一下。
首先要提到AT肯定首先要講到計算機控制，來看一下計算機控制的歷史，計算機從最初的一個計算機多個用戶，也就是說最早的計算機的模式實際上是這樣的，它的體積非常大。第二個階段就是個人計算機，個人計算機出現(xiàn)以后才有PC的概念，計算機體積變好。再往后面發(fā)展就是一個人占用多個計算機，是結構意義上的計算機，包括手機，包括Pad，包括一些智能設備，這其實都是一個計算機，這是計算機的發(fā)展技術。
計算機的發(fā)展技術隨著計算機技術的發(fā)展也慢慢的應用到工業(yè)領域，就出現(xiàn)了PC控制技術，我們看一下時間的發(fā)展軸，PC的控制技術實際上就是和稍微滯后一點的PC機的發(fā)展，PC機發(fā)展成熟之后就引入了PC機的控制，可以看到它代替運動控制，實現(xiàn)界面，實現(xiàn)多個功能的集成。當前最新的技術我們可以看到，已經(jīng)是有PC控制性能已經(jīng)非常強大了，它可以采用英特爾的多核CPU，這個地方我們可以看到每一個控制技術12個核，就是可以是現(xiàn)在一個PC機里面可以實現(xiàn)24個核這么多核可以運用一些高級的控制場景，比如說倍福的XPS系統(tǒng)可以在PC機下進行運動，可以有一臺PC機來實現(xiàn)。
下面是工業(yè)以太網(wǎng)的技術，以太網(wǎng)的技術事實上很早就有了，可能是隨著PC機技術的比較，以太網(wǎng)從70年代就開始，它的速度也是從原來的十兆、百兆、千兆，甚至10G、百G這個技術。過去我們通訊方式主要是組建，把以太網(wǎng)技術運用到工業(yè)領域，慢慢的以太網(wǎng)技術被代替掉了。
前面講的這個就是說工業(yè)以太網(wǎng)技術和傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術還是獨立的，分開的網(wǎng)絡，只是說我們的童話領域借用了以太網(wǎng)的技術，但是隨著TSN技術的提出，實際上我們工業(yè)以太網(wǎng)和普通的以太網(wǎng)或商業(yè)以太網(wǎng)可以融合在一個網(wǎng)絡里面來。
另外一個就是說OPC-UA，這實際上是在工業(yè)4.0這個標準里面唯一指定的一種通訊標準。它相對于過去的OPC，定義來說它有很多優(yōu)勢，首先它是獨立操作系統(tǒng)的，第二種就是它的安全性要遠遠高于過去，低于通訊。還有一個突出特點就是它對于PLC進行影射，就是我們通過PLC Open這種框架可以把這些變量等等直接印設到這個上面去。這就是標準化。
另外還要講的是IEC61131-3語言，以前每個廠家自己有自己一套語言，互相不兼容。隨著IEC61131-3這個語言標準的出現(xiàn)，現(xiàn)在很多廠家都會支持這個61131-3標準語言，也就是說我們軟件開發(fā)慢慢的也向最新的版本發(fā)展。從這上面我們可以實現(xiàn)軟件的模塊化、可擴展、代碼重用，大家可以看像這些特征都是智能制造、智能工廠里面要求的一些特征。
還有一個就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展這塊我主要是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主要是講IOT，實際上是IIOT，這里面其實有一句話可以說是比較關鍵的，就是說我們過去的設備和控制系統(tǒng)之間的通訊是緊密連接的，就是緊耦合的，如果采用IOT這種方式可以實現(xiàn)你設備，就是設備、信息與設備本身或者設備程序之間的解耦，用這個接口我們可以很方便的拿到設備里面的數(shù)據(jù)，而不需要通過原有的控制程序或者原有的應用軟件，這對我們將來對數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)的分析是一個非常好的條件和基礎。
另外一個就是比較新的，就是目前5G在工業(yè)行業(yè)里面的應用，目前5G離大家越來越近，最早可能在今年就有一些商業(yè)化的運用。5G跟4G比，除了速度比較快，帶寬比較大，之后還有一些其他的特點，比如它是高可靠低延時的，另外包括它可以支持大數(shù)量設備的同時通訊，這是5G的一些特點，這些特點都可以允許它實現(xiàn)工業(yè)領域一些閉環(huán)的實時控制。當然今天我看通訊錄里面也有華為的人來參與我們的會議，當然他們對這行也是比較關心的。
上面講了這么多都是當前的一些情況，后面我講一下倍福從我們角度怎么來實現(xiàn)AT和IT的融合。首先簡單看一下倍福的技術發(fā)展，其實倍福從設計之初就和IT是緊密相關的，最早1986年的時候我們就已經(jīng)把PC用到工業(yè)領域來做它的控制。隨著剛才講的智能制造、智能工廠、工業(yè)4.0等等技術的發(fā)展，我們也會把這些技術融入到倍福的產(chǎn)品里面來。
首先看PC控制，剛才講PC控制是倍福控制的基礎，我們實現(xiàn)的PC控制設備包括哪些特征？一是所有組態(tài)和編程是在一個平臺，所有的開發(fā)集成在Visual Stuadio里面，更多編程語言自由選擇，支持面向?qū)ο蟮木幊蹋捎肅/C++編寫實時應用程序，MATLAB等等。
在風電領域我們基于剛才講的TC控制平臺我們開發(fā)了TcWind的軟件框架，我主要提一個技術，就是TcCom技術，Com技術是把面向?qū)ο蟾艘徊剑亲顚ο竽Ｐ偷募夹g，當然它只是是一個編程思想和編程的方法，對于系統(tǒng)的模塊化非常有幫助的。我們對各種功能都做成模塊化的方式，根據(jù)用戶的需要做組合和搭配。
剛才講到就是我們說目前的一些產(chǎn)品，實際上剛才這些產(chǎn)品我們要說它是AT和IT的融合我覺得可能也不能達到這種技術，更多的只是把應用的IT應用到一些組件中來。接下來講講AT和IT融合做了馬偕工作：一是連接層、二是物聯(lián)網(wǎng)、三是大數(shù)據(jù)分析、四是人機互動。
倍福在OPC這塊做得非常領先，倍福現(xiàn)在提供一個大數(shù)據(jù)的平臺，在這些平臺可以通過一些方式運行我們的軟件，包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫等等，下面可以通過IoT的協(xié)議和上面的進行通訊。這個IoT的產(chǎn)品家族包括軟件還有硬件，軟件我們就有Data Agent。細節(jié)就不講了。
第二個產(chǎn)品就是數(shù)據(jù)分析，不光在公有云上，在私有云上也可以分析，這個差品我們包括幾個部分，包括開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境，開發(fā)環(huán)境是你對你的系統(tǒng)進行配置，運行環(huán)境實際上是指你分析程序的運行。這是一個示意圖，我們可以看到下面這些就是我們的控制器，在這個控制器上可以直接通過MQTT和公有云去通訊。作為服務端，你可以是設備的維護人員，或者你也可以是設備制造商，他們可以從自己不同的角度去從云端獲取控制器里面的數(shù)據(jù)，當然這里面是一些可以解耦的數(shù)據(jù)。IoT和大數(shù)據(jù)分析體現(xiàn)在什么地方？一是機器控制監(jiān)測，可以數(shù)據(jù)的分析、位值，時間分析，生命周期分析。通過MQTT通訊我們可以每一臺風機的咨詢，包括電網(wǎng)的信息，用戶的管理等等。
還有一些新的技術我們現(xiàn)在也逐漸的嵌入到自動化里面了，這過去是沒有的。一是機器視覺，我們有機器是覺得軟件庫，你可以把信息采集進來以后可以根據(jù)信息進行分析。
基于這個系統(tǒng)我們可以實現(xiàn)測量、識別、監(jiān)測的任務。另外5G這塊被迫做了哪些工作，就是我們加入了一些組織，這個是華為發(fā)起的，他。還有ZVEI發(fā)起的組織，也是要把IT和AT的技術愛很好溶一起在5G以后可以設想一下它未來的方向，比采集類的，另外是采集+控制，比如說變槳控制，市級商業(yè)可以通過5G來實現(xiàn)無限的傳輸，包括未來分散式風電我們就可以無機的技術。這是倍福整個系統(tǒng)框架圖，倍福剛才講的在平臺上實現(xiàn)通訊、P2C功能，運動控制功能、機器人工智，等等功能在一個平臺上可以一起實現(xiàn)，謝謝大家！
（發(fā)言整理自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）
