文 | 趙福艷

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倍福：從工業(yè)4.0到Wind 4.0

文 | 趙福艷

隨著制造業(yè)由傳統(tǒng)的能量驅(qū)動(dòng)型逐漸轉(zhuǎn)為數(shù)字信息驅(qū)動(dòng)型，數(shù)字化成為制造業(yè)產(chǎn)品全生命周期不可缺少的驅(qū)動(dòng)因素。風(fēng)電行業(yè)也是如此。隨著越來越多的風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃建設(shè)，其可靠性變得尤為重要，因此，對(duì)機(jī)組可利用率和診斷功能方面的數(shù)字化控制需求也在逐步提高。在工業(yè)4.0的浪潮下，設(shè)備制造商、供應(yīng)商、消費(fèi)者和運(yùn)營(yíng)商都可以直接從中受益。

作為風(fēng)電行業(yè)的供應(yīng)商，德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司（簡(jiǎn)稱“倍福”）一直以基于PC的自動(dòng)化控制新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，其生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和TwinCAT自動(dòng)化軟件為各個(gè)工控領(lǐng)域提供了完整的解決方案。30 多年來，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。

隨著各種性價(jià)比較好的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，倍福打破了傳統(tǒng)的控制模式，將 PC 控制新技術(shù)理念推向了中國(guó)市場(chǎng)。

TwinCAT 3 Wind Framework作為機(jī)組自動(dòng)化控制的軟件框架，采用工業(yè)4.0的理念和方法。“對(duì)于倍福工程師團(tuán)隊(duì)而言，新的架構(gòu)集成了來自世界各地使用過倍福技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制的 40000 多臺(tái)機(jī)組的堅(jiān)實(shí)的控制技術(shù)專業(yè)知識(shí)，加上十幾年通過為風(fēng)電領(lǐng)域客戶定制開發(fā)軟件積累的豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)”，倍福風(fēng)電技術(shù)部經(jīng)理王寧強(qiáng)向《風(fēng)能》介紹，“這個(gè)軟件是基于把倍福原來成熟的、在線運(yùn)行過的軟件做成了具有一定功能性的模塊，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組內(nèi)部通用的功能。除了基本的管理和狀態(tài)機(jī)功能之外，還包括用于事件管理、參數(shù)配置、用戶管理、電源和狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及仿真等軟件模塊?！?/p>

在這一軟件框架基礎(chǔ)上，倍福將工業(yè) 4.0 技術(shù)與其在風(fēng)電行業(yè)的知識(shí)結(jié)合于一體，推出了TwinCAT3 Wind Framework并將其定義為Wind 4.0，旨在讓機(jī)組制造商們自己能夠輕松快捷地為他們的系統(tǒng)編程。該框架的所有重要功能都集成到一個(gè)通用的軟件包中：從管理和狀態(tài)機(jī)，到事件管理和數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接，再到仿真。

在倍福為風(fēng)電行業(yè)提供解決方案的16年中，原有的TwinCAT 2 風(fēng)電應(yīng)用庫(kù)已經(jīng)在各種應(yīng)用中得到了驗(yàn)證，并為開發(fā)機(jī)組控制管理軟件奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而當(dāng)前，規(guī)模越來越大的機(jī)組以及日益加快的發(fā)展速度為風(fēng)電行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)：配備復(fù)雜傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的更智能的系統(tǒng)將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的復(fù)雜性，這使得故障分析更加復(fù)雜，且穩(wěn)定運(yùn)行越來越困難。

“相較于TwinCAT 2，新推出的TwinCAT 3 Wind Framework軟件，除了在功能上的擴(kuò)展，本身還基于微軟的Visual Studio平臺(tái)，使得它和IT結(jié)合的更加緊密，并在原來支持611131標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，也支持C++語(yǔ)言和MATLAB Simulink?！蓖鯇帍?qiáng)提到，“TwinCAT 3還可以借助Visual Studio 的平臺(tái)，可以對(duì)我們自己的項(xiàng)目、軟件和解決方案進(jìn)行管理。而TwinCAT 2或是傳統(tǒng)的PLC類的產(chǎn)品在這方面是比較缺乏的，為了迎接這些挑戰(zhàn)，我們將現(xiàn)有的方案和技術(shù)結(jié)合起來開發(fā)了升級(jí)版的TwinCAT 3 Wind Framework?！?/p>

TwinCAT 3 Wind Framework將使機(jī)組制造商能夠快速、方便地實(shí)現(xiàn)自主程序開發(fā)。該框架的預(yù)制應(yīng)用模板也在很大程度上簡(jiǎn)化了編程過程，讓開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂谧钪匾南到y(tǒng)功能，其結(jié)果將是：高效的工程開發(fā)、更短的產(chǎn)品上市時(shí)間，以及工業(yè)4.0能為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)帶來的優(yōu)勢(shì)。

值得關(guān)注的是，上述提到的應(yīng)用模板中集成的仿真模型能夠用于再現(xiàn)或評(píng)估整個(gè)控制系統(tǒng)和不同的運(yùn)行模式，而且各子系統(tǒng)不僅可以獨(dú)立地選擇采用仿真或?qū)嵨镞B接的方式運(yùn)行，也能夠直接使用原始的控制軟件進(jìn)行軟件在環(huán)或硬件在環(huán)仿真，甚至可以直接將其應(yīng)用于培訓(xùn)試驗(yàn)臺(tái)，僅通過更改參數(shù)，同一版軟件就能實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的快速控制和虛擬調(diào)試。

倍福的軟件框架中集成的編程模板能夠幫助客戶使用面向?qū)ο蟮姆椒?，自?dòng)高效地完成機(jī)組控制軟件中的數(shù)據(jù)記錄等功能，將現(xiàn)代信息技術(shù)的成果傳遞給客戶。

“對(duì)于變槳系統(tǒng)或偏航系統(tǒng)，要做成一個(gè)面向?qū)ο蟮哪K化，將來一個(gè)整機(jī)廠商可能要針對(duì)不同的供應(yīng)商，原來可能是將程序重新編程來適合這個(gè)多樣化系統(tǒng)”，王寧強(qiáng)說，“對(duì)于Wind4.0這個(gè)系統(tǒng)，只需使用不同的軟件模塊進(jìn)行組合，而不用重新編寫整個(gè)程序。另外，在這個(gè)控制軟件里能夠本地集成數(shù)據(jù)庫(kù)，而傳統(tǒng)的機(jī)組主控軟件都是把數(shù)據(jù)存成文本來記錄數(shù)據(jù)，再通過人工提取進(jìn)行分析，而該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可放在數(shù)據(jù)庫(kù)中直接進(jìn)行查詢，不必把數(shù)據(jù)提取后再分析，省去了較多中間的繁瑣程序?！?/p>

在風(fēng)電行業(yè)面臨著棄風(fēng)限電及上網(wǎng)電價(jià)下調(diào)的挑戰(zhàn)時(shí)，為了使自己的客戶更有競(jìng)爭(zhēng)力，倍福主要做了兩方面努力：第一個(gè)方面是優(yōu)化主控系統(tǒng)成本。由于倍福采用基于PC構(gòu)架的系統(tǒng)，本身就具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，近年來他還及時(shí)地推出了針對(duì)風(fēng)電應(yīng)用的高性價(jià)比的控制器和I/O產(chǎn)品；另外，倍福的產(chǎn)品基于模塊化，能夠?qū)/O的配置精確到1個(gè)通道，可按照客戶的實(shí)際需求進(jìn)行配置，不會(huì)增加空閑的I/O通道，更換備件時(shí)更加靈活方便，不會(huì)造成浪費(fèi)。

另一方面，除了技術(shù)和產(chǎn)品被中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)認(rèn)可，倍福也一直在為中國(guó)的客戶提供全面的技術(shù)服務(wù)?！氨陡Ｓ休^大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，除了及時(shí)地提供各種技術(shù)支持，我們還推出了維護(hù)工程師現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)的服務(wù)，能夠幫助我們的客戶提升其維護(hù)工程師的專業(yè)化水平，這樣可以明顯地降低現(xiàn)場(chǎng)的故障率，減少故障排除時(shí)間。同時(shí)也可以為現(xiàn)場(chǎng)工程師提供上升的通道，增加了他們的穩(wěn)定性。因此無論從維護(hù)工程師個(gè)人還是公司的角度來說都是一個(gè)雙贏的過程?！蓖鯇帍?qiáng)向作者說到。

未來倍福的發(fā)展可能會(huì)在機(jī)組智能化、智慧風(fēng)電場(chǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)方面做些投入。就倍福來講，他們最初的產(chǎn)品是做PC控制，其本身就是一個(gè)信息化的產(chǎn)物。從硬件平臺(tái)上看，倍福的PC控制和IT是相同的；從通信上來說倍福采用的EtherCAT總線技術(shù)是基于IT中廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)技術(shù)；從軟件上將微軟的Visual Studio平臺(tái)引入到倍福TwinCAT 3 軟件。

目前，倍福在硬件、軟件和通信三方面都和IT行業(yè)聯(lián)系緊密，因此將來無論是信息化還是數(shù)字化，在智能化的平臺(tái)上倍福會(huì)利用已有的優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)加大推廣和研發(fā)力度，為風(fēng)電企業(yè)提供全新的產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案。