倍福基于PC的控制技术的四十年征程：十大优势

四十年前，当倍福将工业计算机提升至中央控制系统的地位时，一场范式转变悄然发生。四十年来，基于 PC 的控制技术一直将 IT 标准与摩尔定律的强大力量直接赋予机械与系统工程师。通过将 PLC、运动控制以及测量技术、机器人技术和机器视觉等技术集成到一个统一的平台中，如今，用户不仅能享受卓越的性能，还能显著节省成本和空间。

以下论据将清晰表明，为何基于 PC 的通用控制平台才是自动化行业的未来所在。

01 用软件取代硬件

基于 PC 的控制技术的范式变革，其核心在于自动化功能不再依赖于专用硬件运行。取而代之的是，基于 PC 的硬件与 TwinCAT 软件相结合，可以接管所有控制任务， 逻辑控制、运动控制及其它所有功能均作为纯软件模块实现。这不仅节省了硬件成本，大幅缩减了控制柜所需的空间，还为系统改造带来了极大的灵活性。

02 标准操作系统下的硬实时功能

基于 PC 的控制技术的核心理念之一，是让 Windows 等标准操作系统具备实时能力。TwinCAT 实时系统在内核级别集成，可保证低至数微秒级的确定性周期时间。因此，PC 硬件可用于对时间要求苛刻的任务，最大限度减少抖动，确保即便是要求极高的控制回路也能精确、可靠地运行。

03 所有控制只需一个平台

无需为每个功能单独配备控制器，基于 PC 的控制技术将所有自动化功能整合到一台计算机上：PLC、运动控制、通信、测量、视觉和机器人技术共享同一硬件和数据库。这消除了系统间的通信瓶颈和响应延迟，简化了故障排查，并显著降低了硬件、工程和维护成本。即便是此前相互独立的控制和安全技术领域，也可以通过基于 PC 的控制技术实现无缝集成。

04 集成于 Visual Studio

随着 TwinCAT 3 的推出，该自动化软件被无缝集成到 Microsoft Visual Studio® 中，为自动化工程师和 IT 开发者打造了一个标准化的开发环境。用户可受益于专业的软件开发工具、现代化的源代码管理、自动化测试以及端到端的调试功能，由此，传统 IT 世界与自动化层级之间的严格界限被彻底打破。

05 多语言编程

TwinCAT 消除了传统 PLC 编程的局限性。全面支持传统的 IEC 61131-3 标准语言(如结构化文本)，还能与 C、C++ 等高级语言无缝结合使用。此外，在 MATLAB® 或 Simulink® 中开发的复杂模型可以直接编译并在硬实时环境下执行， 这使得开发者能够针对每个特定的自动化任务选用最合适的编程语言。

06 多核与众核应用

现代工业 PC 配备功能强大的多核处理器。TwinCAT 完全支持这一点，例如可通过多线程能力将单个应用程序分配到多个内核上。借助 TwinCAT Core Boost 技术，单个实时内核或用户模式内核的计算能力可以提高 50%，从而能够最大化地利用系统性能，并可根据具体的应用需求进行优化调整。

07 EtherCAT 作为系统总线

要将现代工业 PC 的强大计算能力传递到设备端，需要一条速度极快的数据总线。正是为此目的，倍福开发了 EtherCAT，它是一种开放、标准化的工业以太网现场总线，如今已在全球广泛应用。EtherCAT 采用“on the fly”处理数据的方式，可实现低于 100 微秒的周期时间，并借助分布式时钟实现高精度同步。该协议还支持高度灵活的网络拓扑结构。

08 IT 与 OT 的融合

通用的 PC 架构意味着与上一级 IT 系统的集成已成为标配。无需经由复杂网关绕行，基于 PC 的控制系统可直接与数据库通信或将数据发送至云平台。系统原生支持 OPC UA、MQTT、AMQP 或 REST API 等标准化协议。最后但同样重要的是，这也使得基于 PC 的控制技术成为工业 AI 解决方案、边缘计算和预测性维护方案的合适且安全的基础。

09 高可扩展性

基于 PC 的控制技术提供了简单且出色的可扩展性。产品系列涵盖多种不同的外观样式，从嵌入式控制器、各种控制柜式工业 PC 和面板型 PC，到用于无控制柜自动化的 MX-System 工业 PC 模块，乃至配备多达 32 个 CPU 核心的控制柜式工业服务器，以上所有产品均适用于工业环境，并具备长期可用性。丰富的可选处理器种类使得 PC 硬件配置能够更精细、更精准地适配具体应用需求。

10 开放性与模块化

倍福基于 PC 的控制技术采用开放的 IT 标准。因此，自动化专家可直接受益于四十年来全球 PC 技术市场持续发展带来的性能飞跃。该系统还支持模块化设计，使设备的各个部分均可作为灵活的独立模块使用。同时，由于对众多现场总线开放，第三方设备也能轻松集成。

（倍福）