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超越IPC,春盛論道ePlatform

超越IPC,春盛論道ePlatform

——— 專訪研華(中國)有限公司 總經理何春盛
2005/4/12 11:42:00
1978年,STD總線工控機幾乎與PC(個人計算機)同期誕生,此后二十余年,IPC經歷了STD、VME、VXI、PCI/ISA、CompactPCI總線的演進,在技術上不斷吸收并利用PC技術成果,在應用中不斷適應工業需求。如今,日臻成熟的IPC已經成為工業控制領域不可或缺的生力軍。相比于早10年出現的PLC,有人甚至預言基于PC的技術將后來居上,逐漸融合PLC,成為一統天下的工業控制類產品發展方向。


然而,在研華中國區總經理何春盛看來,IPC的走向還遠不止如此。IPC不再局限于“工業”應用,而衍生為“產業電腦”,PC-Based和嵌入式系統正在電力、交通、電信、市政、建筑、金融等新興行業廣泛應用。從傳統的工業控制,到家庭自動化,再到信息自動化,通訊和聯網將無孔不入,控制將無所不在。春盛形象地將這個自動無極限的未來世界稱之為Connected eWorld,而研華致力打造的則是基于Connected eWorld的ePlatform。

控制系統以PC-Based為主導的時代即將到來
傳統的控制系統可以用PLC為主導的控制系統作為代表。這時的控制系統是封閉的,各個廠家開發的硬件結構、開發軟件、通訊標準都基于自身產品體系,其結構是封閉的。這樣做的原因是每個廠家都希望通過自己的“標準”“鎖”住客戶,排斥競爭對手。如此不但對用戶而言是有害而無益的,也不利于技術和應用的健康發展。今天看來,這樣的方向是錯誤的,他們更應該在應用創新上下功夫。
如今,一個公司即可推出一個標準的時代已經過去,開放的標準已經是眾望所歸。PC-Based就是這樣開放的標準,也必將成為未來控制系統的主流。
首先,基于PC的技術有取之不盡的人才。從PC技術應用至今,已經有太多人了解PC技術,熟悉C++、VB、VC,熟悉Windows、Linux系統及Intel產品架構。
其次,PC-Based系統可以使成本大幅降低。Intel硬件產品的大批量產業化生產,已經使產品成本大幅下降,用戶已無須再為小批量的研發成本“買單”。
第三,PC-Based系統架構迎合當今的網絡化需求。PC技術在聯網中的先天優勢,比傳統的PLC成本更為低廉,且更容易實現。
第四,PC技術的運算能力、存儲能力更適應控制系統的需求。在傳統的“控制器+現場I/O”的結構體系中,數據的采集離不開強大的存儲能力,數據的處理需要強大的運算能力;在新型的“PC+現場總線+智能I/O”的體系結構中,智能I/O的數據處理亦離不開PC技術。
今天,很多從事工業控制的工程師們之所以還不愿采用PC-Based技術,主要出于對PC技術穩定性的擔心。解讀一個系統的穩定性可以分為硬件和軟件兩個方面。春盛認為,首先硬件的穩定性已經不是問題。高度的集成化、一體化已經可以確保硬件的穩定性;軟件方面,關鍵在于操作系統,目前應用的主要操作系統是Windows CE和Linux,這兩種操作系統的應用已經有5年了,而一個軟件在應用10年后就已經趨于穩定,不可能再存在什么問題了。所以,5年后將是PC-Based主導控制系統的時代。

嵌入式工控機、CPCI工控機將大量取代傳統的工控機
雖然PC-Based產品的硬件技術已經不是問題,但PC結構中的諸多因素依然是自動化工程師擔心的問題。諸如硬盤可能出現的機械故障、風扇帶來的不穩定因素、抗震性能指標等等,這些因素依然是制約IPC進入控制領域的問題之一。但嵌入式技術的引入可以消除這些擔憂。
以研華基于嵌入式技術的產品――UNO-2000工業級嵌入式微型PC為例,即克服了工業PC現有的這些缺點。固態電子盤(SSD)取代了PC的硬盤,低功耗的CPU取消了風扇設計。所以,從內部結構上看,嵌入式控制器已經取消了PC的諸多不穩定因素;從系統擴展方式上看,嵌入式控制器也與傳統的IPC有很大差別。傳統的IPC擴展是“插卡式”,這種連接方式無法滿足工業現場的抗強震動和沖擊能力要求。而嵌入式控制器摒棄了傳統IPC的連接方式――提供豐富的網絡選擇、靈活的現場/遠程I/O,提供通用現成的PC/104 驅動接口。RS232/485、Ethernet等通信方式將“插卡式”連接變為現場總線方式連接,大大提高了系統的穩定性。同時,Windows CE、Linux、VxWorks等實時操作系統的應用,基于IEC61131-3的標準編程語言使得嵌入式控制器不僅滿足了工業控制的實時性要求,同時又可實現軟PLC的功能。
嵌入式技術應用于控制產品是不可逆轉的潮流,很多傳統的PLC廠商也在采用這樣的技術開發出新型的控制系統。所以說嵌入式工控機取代傳統工控機是大勢所趨。
今天我們已經有理由相信,嵌入式產品可以作得比PLC更穩定,更便宜。更重要的是,嵌入式產品的硬件、軟件可以標準化。任何產品一旦標準化,其競爭就已經不是設計問題,而是制造問題,在這方面,不論成本還是產能,研華都具備天然的優勢。
IPC發展到今天,另一個趨勢是CPCI。在2004PICMG/P.R.C年會暨CompactPCI技術應用峰會期間,春盛曾經斷言“CompactPCI將以每年15%~20%的增長速度取代傳統的工控機”。CPCI之所以有如此高的增長,是因為CPCI解決了控制所要求的高可靠度問題。但由于CPCI的高價位,使得CPCI目前在工業領域的應用還非常有限,相反倒是在電信、交通等行業的應用先行。不過目前我們看到的是――CPCI應用于電信增值服務(如彩鈴、彩信)并不成功,其未來主要應用依舊是在工業領域。也許現在還看不到這種結果――因為一個市場的成熟大概在3年后才有明顯體現,目前的應用并不代表CPCI未來的主流市場。

IPC與PC-BASED;e-Automation與e-Platform
在IPC的演化進程中,過去的工業應用和商業應用是涇渭分明的。PC面向商業應用;IPC面向工業應用。今天,嵌入式技術的出現將這一界線模糊化了。嵌入式產品既可應用于工業環境,又可應用于商業環境。而在研華內部產品定義中,研華只把類似IPC-610的產品定義為工控機,當然我們更愿稱其為工業電腦。在這里,研華提出一個概念,即e-Platform。e-Platform涵蓋了傳統IPC產品、嵌入式產品、平板電腦等,這部分產品不完全與工業控制有關,我們可將其稱為生活所需自動化電腦。完全面向工業控制的產品就是研華的另一概念――e-Automation――與自動化過程中相關的I/O、通信模塊及板卡。
e-Automation是PC-Based的手腳,e-Platform是PC-Based的頭腦。
長久以來,研華被市場定位為IPC廠商。而事實上,研華不是單純的IPC廠商,不只生產傳統意義的工控機,我們一直致力的是基于PC技術的自動化,即PC-Based。PC-Based是包含IPC的,IPC的市場依舊具有相當規模,未來競爭的態勢也會很激烈。目前,傳統的IPC廠商其實大部分還是在做傳統的工控機。而研華,已超越了工控機這一范疇。
研華如此詮釋PC-Based新概念:它本來就是一個PC,即便現在的嵌入式系統應用,都是基于PC的技術。傳統的PLC廠商中也不乏推廣PC-Based應用的,但采用的是“PC+PLC”的體系,它是一個混合體,與研華的做法有所不同。研華的PC-Based完全使用PC的架構。研華有兩種產品,一種是標準的PC機結構下的應用,它就是工業PC。它具有強大的數據處理能力,適合高速數據采集、影像傳輸等;另一種就是將嵌入式技術應用于下位控制器,為客戶提供穩定的控制產品。以研華的ADAM-5510為例――監控可以選用ADAM-5510,控制可以選用ADAM-5510KW――軟邏輯控制器。
超越IPC,進入后PC時代,PC-Based也好,嵌入式系統也罷,都只是研華通向未來世界之ePlatform的兩條腿而已。春盛如是說。


后記:國家有關政策指出,要堅持“以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化”,實現跨越式發展。研華的Connected eWorld可謂信息化未來的形象展現,而其ePlatform既包含了提升工業化的自動化,也面向新興行業乃至生活所需,恰恰是信息化與工業化齊頭并進的體現。超越IPC,與時俱進的產品策略將有效地引領研華取得同樣的跨越式發展。


何春盛
現任:研華(中國)公司 總經理
E-Mail:chaney.ho@advantech.com.cn
學歷:臺北大同工學院電機工程系畢業
經歷:1977~1978 大同公司電視設計 工程師
1978~1988惠普科技(HP)公司 業務經理
1988~1994 惠榮咨詢公司 總經理
1994~2000 力瑋實業公司 總經理
2000~ 研華(中國)公司 總經理
榮譽:1999年獲臺灣專業總經理菁英獎


附:IPC發展史
1978年,STD總線標準推出,STD總線工控機誕生,其后的STD32總線工控機更成為高端的工業計算機
1981年,VME總線工控機開始廣泛應用于圖象處理、工業控制、軍事通訊等領域;
1987年,VXI總線,即VME擴展儀器儀表總線推出,兼容主流計算機市場的應用軟件開發工具包、外設和驅動軟件;
1992年,Intel開發了PCI總線規范,加固型PCI/ISA總線工控機問世,是對基于大母板的桌面PC的工業化改造;
1994年,AT96總線技術將ISA總線PC機帶入惡劣的工業環境,具有抗強震動和沖擊能力;
1995年,PICMIG頒布CompactPCI規范,基于Wintel架構、面向高可靠性應用設計的CPCI總線工控機成為新寵。
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