开源技术的未来
日期：2010-4-20 10:06:09 点击：
来源：中国工控网
作者：
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开放才有未来
开源技术在IT业界风声水起的蔚然成长,包括Microsoft、SUN、IBM都加入到开源技术的阵营，在探讨自动化的发展时，大家讨论到标准之争，然而从IT和通信业的发展来看，开放才能赢得未来，这已经是不争的事实，自动化业相对于IT和通信业封闭，各家为了自身的利益而不愿意开放，使得最为开放的Ethernet技术取得了先机，Ethernet技术正在蓬勃发展，来自各咨询机构的调研显示，Ethernet技术正在以接近50％的占有率领先于各种总线技术，而 CAN,Modbus之所以能够取得发展完全得益于其开放性。
软件时代的到来
在工控网的CAMRS2010论坛上，自动化领域的专家、领袖们谈到未来自动化的发展时候将自动化划分为IT技术时代、通信时代和未来的软件时代三个大的发展方向， 在某种意义上这种划分有一定的代表性，尽管控制技术的发展事实上具有的连续性和同步性，但是，未来的确软件正在成为潮流，在过去的10年里，来自IT业开 放技术正在影响着世界，不得不承认的是，自动化行业的发展是跟随了IT业的包括芯片技术的发展、软件技术的发展以及IT业的各种商业模式的影响。
对于国内的自动化厂商而 言，如何才能在竞争中获得先机？国内的自动化厂商目前也在大力开发自主的PLC及DCS等控制系统产品，包括运动控制，然而，有一个不好的倾向就是陷入 “价格战”-这种困境不难理解-毕竟，在品牌影响力，技术的研发能力等方面与欧美大场上还是有一定的差距，但是，价格战将会使得本土厂商陷入后继无力的发 展状况，如何去突破，值得思考。
从软件寻找突破口
研华科技的蔡奇男先生在 CAMRS论坛上提到了软件就以IPhone为例，他非常感兴趣就是IPHONE能够告诉你的是“有80000个不同的软件可以让你作各种不同的事情”- 我也对此非常感兴趣，最新的是10万个不同的应用程序几乎能帮你作任何事情-这正是软件的魅力，同样的一个硬件平台，他的魅力完全来自于它所能提供的软件 -Windows之所以能够发展到今天，完全得益于它由全世界众多的公司提供了基于Windows的丰富多彩的应用程序，尽管在工业界，实时性是它的软 肋，然而，它依然广泛的被使用。
开源软件提供了自主 创新的可能
目前开源技术 (OpensourceTechnology)正在蓬勃发展,包括Opensource的RT-Linux可以应用于DCS,数控系统、嵌入式运动控制器、PLC、专用型控制系统，作为其开发与操作平台，开源的实时通信技术POWERLINK、开源的诊断软件、测试软件、甚至开源的PLC软件平台，这些 开源软件都可以提供构建整个控制系统产品包括HMI,PLC,Motion,I/O,Communication的产品运行和应用平台，经过适当的裁剪来 构成系统.
这里也存在一定的问题，即开源软件并非是“拿来即用”的软件，它的实现需要大量的“软件服务商”来针对不同的硬件平台和控制器来设计系统，而这样的中间软件服务商在国内很少，大部 分聚集在了为IT业的服务上，例如AppleIPhone的那么多软件都是基于开源技术设计的，但是由于未能看到这一广阔的市场，以及现有的私有技术的强 势地位，使得这一市场目前尚未被开发出来，而在欧洲类似于Infoteam,3S这样的中间软件服务商已经取得了很好的发展，在各个大的厂商的产品开发中 都能够看到他们的身影，外表看去似乎是由这些自动化厂商提供了系统，而实际上后面的软件大部分由这些分工更为精细的专业厂商来实现的。
国家在开源技术和嵌入式系 统开发方面的政策是有的，但是，更多的是应用于研究而很难去实际应用，在于缺乏一个良好的平台来让更多的国内厂商去共同搭建一个互动的组织-类似网络上无 处不在的开源社区于联盟-这在IT业是一个很好的例证，但是，自动化行业相对封闭，然而，从既往的历史来看，如果你想关注未来，不如更多去关注IT业的发展。
国产控制系统的开发思路在 软件上的另一个方向是在集成行业软件方面的探讨-如何开发针对特定应用，如数控技术、机器人技术、OEM制造业的行业特定软件，过程控制的行业功能库集成 方面，这样才能使得在某个特定领域去获得突破，以点带面的方式逐步去渗透市场，正面的与欧美厂商在通用市场去竞争面临着巨大的压力，国内的自动化厂商尤其 是过程控制系统的厂商通常都在某些行业如电力、造纸、汽车、石化等领域内发展起来的，最大的优势在于其对相应行业的理解，如金自天正在冶金行业，和利时在 交通行业，中控在电力行业等，而在机械自动化领域则目前专业控制器领域还是国外的比较多，如DELEM在折弯，乌斯特在纺机匀整系统，马洛在浆纱回潮仪，Eltromat在套色系统等领域，而专用型控制器更需要看准行业，聚焦应用的角度去发展，目前在机械制造业内国内有很多厂商正在发展。
如何利用开源技术的确是一 个值得探讨的话题，开源技术能够给我们带来很多有益的尝试，在获得自主知识产权产品的角度来看，开源技术无疑能够给予国内厂商一个尝试的碛口，使得由此获 得新的发展，这不仅需要政府在整合资源方面作出一些努力，也需要企业之间能够以面向未来的开放态度去接纳，并且有厂商愿意在此方向作出尝试和努力，至少进 行一些适度的探讨也是极为必要的。
探讨
尽管，在今天，这依然是一 个未能很好了解的技术和市场，但是，探讨的成本还是不高的，至少大家可以多的交流，通过互通有无，将问题和疑惑列出来，共同交流，寻找解决。
开源技术存在那些瓶颈？
它的风险在哪里？
市场的风险和技术的风险都 可能会存在，但是，如何去突破，或者也可以探讨，什么样的市场更为适合开源技术，什么样的产品，什么样的企业更适合去使用开源技术搭建系统？
开源技术的系统如何构建， 这可能不仅需要的是自动化厂商，也包括软件服务商、大学、研究机构、芯片厂商加入才能更好的去将问题明朗。
只有更多的关注和交流，问 题才会越来越明晰-没有绝对的死路一条，也没有坦途，这在过去是，今天，也包括未来，但是-明天就在今天的关注中。
Matlab/SIMULINK建模与实现
机器设计的自动化
复杂的变化
今天，无论是OEM机械制造业还是大型流程工业项目对于自动化系统的开发需求越来越苛刻,工程师们必须面对不断变化的需求-除了产品系列的变化、也包括功能的需求在变化、性能、适用的生产范围也在变化,而这些变化在某些时候往往是跨度较大的，机器的自动化程度在不断的提高，可是，机器本身的设计的自动化程度缺似乎没有台大的变化。
如何使得机器的设计更加自动化？
这是一个非常值得探讨的问题-目标、对象、方法与工具-这是我们能够更好完成项目的关键，谁能够提供这样的自动化能力？并且具有实际的应用来证明？什么样的方式更为有效和清晰，什么样的工具更为有效-它如何更好的与自动化结合？为什么机器的设计可以更加自动化？
V型模式
V型开发模式在上个世纪80年代后期开始被广泛使用，在德国，它是软件开发与测试的标准模式被采用，在奥地利与瑞典等同样作为一个重要的标准与规范广为使用，它被广泛应用于汽车制造业、电力行业的水轮机、汽轮机设计与风力发电机组、大型变压器、盾构机、工程机械与港口机械，以及军事领域的太空探测器、雷达、定位系统等。
V模式是由需求分析、规范说明、概要设计、详细设计、编码、单元测试、集成测试、系统测试、验收测试多个环节构成,并且，并且在横向上一一对应，如：验收测试对应与需求分析阶段的内容，而系统测试则对应于规范说明单元的内容，集成测试则对应概要设计的内容…。
它提供了一个很好的软件项目开发与测试的模型，能够使得整个项目更为清晰有序的进行，并且严格的控制了软件项目的质量,它是基于更为长远的考虑而非眼前的考虑。
MATLAB/SIMULINK集成于V模式开发
由Mathworks公司提供的MATLAB/SIMULINK是目前最为广泛使用的建模与测试软件系统，B&R同样支持Matlab/SIMULINK的模型仿真结果导入，通过将仿真结果导入到Automation Studio集成开发工具中，使得仿真的系统可以在B&R控制器上进行硬件实际的功能与性能测试。
Matlab/SIMULINK提供了复杂系统设计中的内在物理关联,它使得传感器、控制器、机械单元、操作等构成为一个整体,系统的内在关联关系被以模块化的方式构建并关联，并且提供可调用的各种控制模型或自定义控制模型，而通过仿真过程得到优化的系统参数。通过自动代码生成，Matlab/SIMULINK可生成工程实例的代码，与人工代码的效率可相比，这是Matlab/SIMULINK为什么被广泛使用的原因。
带来什么样的好处？
1.自动代码生成,节省开发周期;
对于复杂的算法设计而言，自动生成代码并不是最具诱惑力的，因为，首先它必须是一个经过测试过的算法模型，而Matlab/SIMULINK的代码是经过仿真过程分析的，具有极高的可用性，而如果由手工自己编写的代码的话，可能需要反复的调试才能使用，而MATLAB/SIMULINK提供的这些代码就只需要进行较少的调试时间。
2.系统软件测试直接进入到控制器;
如果仿真的结果无法直接到控制器，而需要重新编写的话，那简直是巨大的人工浪费，而如果控制器可以直接接收来自MATLAB/SIMULINK的测试代码的话，这意味着多少时间的节省？
3.系统测试可以降低实际机器试车的成本;
对于机械系统而言，例如：印刷机，它的试车需要浪费很多纸张，尤其对于新的机型开发而言，或者包装、轮胎机械，都意味着巨大的试车成本，而通过仿真后的测试则会降低大量试车成本，更重要的是，有些测试甚至不仅仅是巨大的成本，甚至需要机会-例如：在风力发电里的恶劣天气引发的Safety动作，并非随时可以获得25级风的，这就是为什么F1投入巨大的费用在风洞测试上的原因。
4.机器的改型设计更加简单
对于MATLAB/SIMULINK而言，新的更高性能的机器或者新增的功能将无需再复杂的测试，同样可以快速的实现，这对于新机型设计而言，原有的模型可以被很好利用，而只是增加一些新的电气开关或者传感器，或者仅仅是性能等级的提升，如同之前的，对于那些需要系列开发和长远规划而言，这非常简单。
因此，B&R对于MATLAB/SIMULINK的支持意味着巨大的优势，尤其在机械设计领域，这将意味着客户可以更为有效的建立自身的开发平台。
Automation Studio-集成开发平台是关键
集成开发环境是一个很关键的因素-如果不是完整的能够将所有控制对象集成的能力-所谓的整体开发集成是空洞的。
而B&R Automation Studio很好的满足了这一关键需求-因为它能够面向整个控制系统的每个硬件对象-HMI、PLC、I/O、Motion、Hydraulic、Safety等等，这将整个机器控制所需对象囊获并可接收仿真结果并去实现。
Automation Studio支持MATLAB/SIMULINK工具箱
以下是AS软件支持的SIMULINK工具箱的概要-这些都是其常用的，非常便利于在机械设备领域控制系统开发的工具包软件。
——Stateflow工具包-这个工具包用于生成代码;
——C-MEXs函数包
——控制系统工具包
——信号处理工具包
——嵌入式m-files包
——模糊控制工具箱
——更多
显然-对于开发者而言，这是一个非常强大的设计，它使得机器的设计更加自动化-而不仅仅是机器自动化本身。
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开放才有未来
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开源技术在IT业界风声水起的蔚然成长,包括Microsoft、SUN、IBM都加入到开源技术的阵营，在探讨自动化的发展时，大家讨论到标准之争，然而从IT和通信业的发展来看，开放才能赢得未来，这已经是不争的事实，自动化业相对于IT和通信业封闭，各家为了自身的利益而不愿意开放，使得最为开放的Ethernet技术取得了先机，Ethernet技术正在蓬勃发展，来自各咨询机构的调研显示，Ethernet技术正在以接近50％的占有率领先于各种总线技术，而 CAN,Modbus之所以能够取得发展完全得益于其开放性。
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软件时代的到来
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目前开源技术 (OpensourceTechnology)正在蓬勃发展,包括Opensource的RT-Linux可以应用于DCS,数控系统、嵌入式运动控制器、PLC、专用型控制系统，作为其开发与操作平台，开源的实时通信技术POWERLINK、开源的诊断软件、测试软件、甚至开源的PLC软件平台，这些 开源软件都可以提供构建整个控制系统产品包括HMI,PLC,Motion,I/O,Communication的产品运行和应用平台，经过适当的裁剪来 构成系统.
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这里也存在一定的问题，即开源软件并非是“拿来即用”的软件，它的实现需要大量的“软件服务商”来针对不同的硬件平台和控制器来设计系统，而这样的中间软件服务商在国内很少，大部 分聚集在了为IT业的服务上，例如AppleIPhone的那么多软件都是基于开源技术设计的，但是由于未能看到这一广阔的市场，以及现有的私有技术的强 势地位，使得这一市场目前尚未被开发出来，而在欧洲类似于Infoteam,3S这样的中间软件服务商已经取得了很好的发展，在各个大的厂商的产品开发中 都能够看到他们的身影，外表看去似乎是由这些自动化厂商提供了系统，而实际上后面的软件大部分由这些分工更为精细的专业厂商来实现的。
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国产控制系统的开发思路在 软件上的另一个方向是在集成行业软件方面的探讨-如何开发针对特定应用，如数控技术、机器人技术、OEM制造业的行业特定软件，过程控制的行业功能库集成 方面，这样才能使得在某个特定领域去获得突破，以点带面的方式逐步去渗透市场，正面的与欧美厂商在通用市场去竞争面临着巨大的压力，国内的自动化厂商尤其 是过程控制系统的厂商通常都在某些行业如电力、造纸、汽车、石化等领域内发展起来的，最大的优势在于其对相应行业的理解，如金自天正在冶金行业，和利时在 交通行业，中控在电力行业等，而在机械自动化领域则目前专业控制器领域还是国外的比较多，如DELEM在折弯，乌斯特在纺机匀整系统，马洛在浆纱回潮仪，Eltromat在套色系统等领域，而专用型控制器更需要看准行业，聚焦应用的角度去发展，目前在机械制造业内国内有很多厂商正在发展。
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它的风险在哪里？
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只有更多的关注和交流，问 题才会越来越明晰-没有绝对的死路一条，也没有坦途，这在过去是，今天，也包括未来，但是-明天就在今天的关注中。
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Matlab/SIMULINK建模与实现
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机器设计的自动化
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复杂的变化
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如何使得机器的设计更加自动化？
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这是一个非常值得探讨的问题-目标、对象、方法与工具-这是我们能够更好完成项目的关键，谁能够提供这样的自动化能力？并且具有实际的应用来证明？什么样的方式更为有效和清晰，什么样的工具更为有效-它如何更好的与自动化结合？为什么机器的设计可以更加自动化？
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V型模式
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V型开发模式在上个世纪80年代后期开始被广泛使用，在德国，它是软件开发与测试的标准模式被采用，在奥地利与瑞典等同样作为一个重要的标准与规范广为使用，它被广泛应用于汽车制造业、电力行业的水轮机、汽轮机设计与风力发电机组、大型变压器、盾构机、工程机械与港口机械，以及军事领域的太空探测器、雷达、定位系统等。
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MATLAB/SIMULINK集成于V模式开发
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由Mathworks公司提供的MATLAB/SIMULINK是目前最为广泛使用的建模与测试软件系统，B&R同样支持Matlab/SIMULINK的模型仿真结果导入，通过将仿真结果导入到Automation Studio集成开发工具中，使得仿真的系统可以在B&R控制器上进行硬件实际的功能与性能测试。
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Matlab/SIMULINK提供了复杂系统设计中的内在物理关联,它使得传感器、控制器、机械单元、操作等构成为一个整体,系统的内在关联关系被以模块化的方式构建并关联，并且提供可调用的各种控制模型或自定义控制模型，而通过仿真过程得到优化的系统参数。通过自动代码生成，Matlab/SIMULINK可生成工程实例的代码，与人工代码的效率可相比，这是Matlab/SIMULINK为什么被广泛使用的原因。
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1.自动代码生成,节省开发周期;
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2.系统软件测试直接进入到控制器;
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如果仿真的结果无法直接到控制器，而需要重新编写的话，那简直是巨大的人工浪费，而如果控制器可以直接接收来自MATLAB/SIMULINK的测试代码的话，这意味着多少时间的节省？
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3.系统测试可以降低实际机器试车的成本;
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对于机械系统而言，例如：印刷机，它的试车需要浪费很多纸张，尤其对于新的机型开发而言，或者包装、轮胎机械，都意味着巨大的试车成本，而通过仿真后的测试则会降低大量试车成本，更重要的是，有些测试甚至不仅仅是巨大的成本，甚至需要机会-例如：在风力发电里的恶劣天气引发的Safety动作，并非随时可以获得25级风的，这就是为什么F1投入巨大的费用在风洞测试上的原因。
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4.机器的改型设计更加简单
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因此，B&R对于MATLAB/SIMULINK的支持意味着巨大的优势，尤其在机械设计领域，这将意味着客户可以更为有效的建立自身的开发平台。
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Automation Studio-集成开发平台是关键
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而B&R Automation Studio很好的满足了这一关键需求-因为它能够面向整个控制系统的每个硬件对象-HMI、PLC、I/O、Motion、Hydraulic、Safety等等，这将整个机器控制所需对象囊获并可接收仿真结果并去实现。
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Automation Studio支持MATLAB/SIMULINK工具箱
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