倍福基于 PC 的控制技术迎来周年庆典。这场开启技术范式变革的浪潮,历经四十载发展,书写下行业发展的重要篇章。这份成就的取得,既源于技术层面的持续创新、敢闯新路的魄力,也离不开一众深耕自动化行业数十年、始终满怀热忱的从业者懈付出。
我与倍福产品结缘三十余年,积极投身于我们的工业 PC、面板及面板型 PC 的开发也已逾 20 年。对于我们工业 PC 产品经理团队而言,基于 PC 的控制技术既是馈赠,也是挑战。
然而,唯有一次次系统性地攻克这些挑战,方能尽享技术的持续进步与性能不断提升带来的优势。这正是基于 PC 的控制技术成为全球硬件业务制胜法宝的原因。
嵌入式控制器是倍福基于 PC 的控制理念的重要支柱。将工业 PC 安装到 DIN 导轨上的基本构想诞生于 21 世纪初,并于 2003 年首次量产。目标是打造一款尺寸尽可能小巧、可直接连接总线端子模块并搭载灵活的嵌入式 Windows 操作系统的 PC 控制器。这一理念催生了丰富的嵌入式控制器产品线,其独特优势至今仍为人称道:紧凑设计、闪存存储、嵌入式操作系统、可扩展的 CPU 系列、直接集成 I/O、模块化扩展能力、无风扇设计(尽可能),以及多样化的接口选项。
至少十年的长期供货,外加十年服务期,是倍福 CX 系列的核心优势之一。超长的供货周期之所以能够实现,是因为倍福自主研发并制造嵌入式控制器所需的所有电子元器件,包括主板。
TwinCAT 是基于 PC 的控制技术的核心。它与工业 PC、I/O 和驱动器共同构成完整系统,是连接所有组件并实现精准协同运行的软件纽带。
尽管基于 PC 的控制技术在多年前诞生之初曾备受质疑,如今却已成为公认的标准。凭借 TwinCAT,我们不仅深刻塑造了这一标准,更持续推动其迭代升级。时至今日,TwinCAT 已发展成为全球基于 PC 的控制技术领域应用最广泛的工具。
从传统 PLC 到基于 PC 的控制技术的转变,标志着自动化领域的一次巨大飞跃。基于 PC 的控制技术具有可扩展性强、灵活性高的特点,并提供近乎无限的算力支撑。其强大性能支持在同一控制系统内实现复杂的控制算法、多轴控制、图像处理以及复杂的应用程序,同时还能实现低于 1 毫秒的周期时间。
而 EtherCAT 正是关键所在:作为唯一能完全支持基于 PC 的控制技术性能的现场总线系统,它不会成为瓶颈, 恰恰相反,EtherCAT 提供了该技术所要求的超高速通信。
其结果是超强算力与超高速通信的完美共生 — 基于 PC 的控制技术与 EtherCAT 彼此赋能,共同迈向性能巅峰,为高端自动化开辟了全新维度。
如今,倍福约三分之二的销售额来自德国以外的市场,其根本原因在于基于 PC 的控制技术的开放性和灵活性。 倍福将“德国制造与生产”的深厚积淀与高性能标准硬件、智能软件深度融合,从而能够灵活响应全球各地的不同需求 — 从亚洲的半导体生产,到北美的包装机械,再到欧洲的高度自动化生产系统。
Windows、Linux®、EtherCAT 这类开放标准的优势在出口中尤为显著。这些标准便于集成到现有的 IT 与生产环境中,并在全球客户中建立信任。对许多合作伙伴而言,不受专有技术束缚的创新力代表着决定性的附加价值。
获益最多的,是那些早期就认识到基于 PC 的控制技术潜力并有意识地迈出这一步的客户 — 他们勇于开拓新领域的意愿往往很快得到了回报。正是开放性、可扩展性和创新实力这三大特质的结合,为倍福 40 年来在全球市场取得成功奠定了基础。
半导体行业对精度、实时性、可靠性和灵活性有着最高的要求。纳米制程需要精确同步各类运动、快速处理大量传感器数据,以及运动控制、图像处理、温度控制和真空控制的无缝集成。
基于 PC 的控制技术的模块化和可扩展性意味着,从实验室设备到大型系统的所有应用,都可以通过相同的架构来实现。控制系统的灵活适配性意味着它也能快速高效地响应未来的需求。这一点,半导体行业早在多年前就已认识到。
结合我们的 TwinCAT 软件,视觉、安全控制器和基于 AI 的工艺分析等专用功能如今已集成其中。我们组件的长期可用性及其紧凑设计,使倍福基于 PC 的控制技术成为半导体行业的理想之选。
在内部物流领域,全球许多头部终端客户,包括沃尔玛、亚马逊、UPS、联邦快递,其总部均设在美国。尽管欧洲较早采用了基于 PC 的控制技术,但美国内部物流行业过去更倾向于专有的 PLC 解决方案,然而,这一趋势正在快速转变。
供应链的韧性是一个关键驱动因素。基于 PC 的开放式控制平台为供应链提供了更高灵活性与抗风险能力。第二项重大变化是 AI。不同于以往难以直接落地的的技术趋势,AI 已在仓储优化和订单处理环节带来了一系列可量化的实际效益,企业如今正意识到,AI 驱动的预测分析、预测性维护和运营智能正成为关键的竞争优势。
决定性的技术步骤在于将 PLC 功能从专有硬件中抽象出来,转变为基于工业 IT 组件的高度灵活解决方案。倍福通过为标准操作系统开发自有实时扩展 — 最初主要面向 Windows,此后也支持包括 TwinCAT/BSD 和 Linux® 在内的其它系统 — 确保了系统的确定性。设备制造商因此能够直接受益于 IT 领域的快速创新周期和不断提升的处理器性能。如今,基于 PC 的控制技术已成为工厂中物理 AI 应用的核心基石。
倍福为其基于 PC 的控制技术配套开发了自己的通信系统。最初,数据传输通过 Lightbus 总线进行。2003 年推出的 EtherCAT 如今已成为全球标准,被各行业及市场的用户广泛采用。自上市以来,TwinCAT 已发展为一套整体解决方案,将所有自动化功能集成于一个统一的软件平台。除了经典的逻辑控制和运动控制外,其功能范围还包括安全技术、测量技术、HMI、物联网连接,以及图像处理、机器人技术和工业 AI 工具。
秉持倍福一贯的技术理念,自 20 世纪 80 年代起,倍福便在德国威斯特法伦地区自主研发、生产全系列电子组件和主板,严格遵循“德国制造”的至高品质标准。这一模式不仅为用户筑牢了产品安全与长期供货的双重保障,更让设备制造业能够一直跟上最新的 IT 标准与处理器的更新换代节奏。
在基于 PC 的控制技术问世四十年后的今天,行业正逐渐摒弃专有的黑盒子解决方案,转而关注开放、标准化系统的未来可行性。毕竟,基于 PC 的控制技术为所需的 IT/OT 融合以及机器学习和物理 AI 等前沿技术提供了理想的基础。