西门子博途(TIA Portal)软件都有什么

西门子博途(TIA Portal)软件都有什么

博途是西门子在2010年11月23日发布的一个野心勃勃的、号称“全集成自动化(TIA=Total Integrated AUtomation,全集成自动化)”的软件系统,在当时的宣传中,西门子声称该产品是业内首个采用统一工程组态和软件项目环境的自动化软件,使用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统。可以说,博途软件自发布之初,就非常的“西门子”——庞大、冗余、功能复杂,无论博途有没有让开发和调试工作变快,它至少可以让你的电脑变得很慢,每一代的博途软件,都需要当时配置顶级的电脑才能比较顺畅的运行,而随着十几年前的功能升级与集成,博途也在冗余的路上走的越来越远。以至于对很多自动化工程师来说,除了知道博途是把西门子曾经的WINCC和STEP7合二为一,可以同时进行组态和PLC编程、共享变量之外,对其庞大的体系几乎一无所知。那么,博途软件究竟都包括了些什么呢?本文将带你一探究竟。

全集成自动化的范围

对大部分工业自动化工程师来说,需要进行程序设计的工作分为上位和下位两部分,也就是组态软件和PLC,西门子传统的组态软件是与微软合作开发的wincc,PLC编程软件以Step 7为主(200系列低端PLC采用了Step7-MicroWin,logo系列产品采用了LOGO!编程软件),博途对自动化工程师来说将这两者合二为一,可以在一个项目中组态多个设备并分别进行上位与PLC程序设计,也可以在上下位之间共享变量。但是,西门子的全集成自动化远不止如此,而是包含了从现场到运营的整个流程。

全集成自动化

现场层包括了电源、配电系统、分布式IO系统、传动系统和工业控制装置,识别系统等等,具体来说,包含西门子的电机、传感器、分布式的现场PLC模块、电源、配电开关等产品。

控制层包括控制器、人机界面、工业计算机、运动控制系统、机床、通信设备等等,具体来说,包含了计算机、人机界面、PLC、运动控制器、网关、机床等产品。

运营层包括系统和能源控制系统。

从上面的划分可以看出,西门子博途的野心绝不仅仅只是一套软件,而是希望将全系列产品集成起来打包给用户。因为博途只能用于集成西门子的产品,所以只有所有产品都使用西门子,才可以使用博途进行统一的组态与集成。然而,在实际实践中,由于工业软件需要进行编程、设置的只有上位、PLC与运动控制部分产品,因此博途在实践中并没有完全达到西门子预期的目标,但即使如此,博途仍然在很大程度上左右了用户的选择。

博途包含的软件包

在博途的官方介绍中说到,通过TIA Portal不仅可集成基本软件(STEP7, WINCC, SINAMICS Startdrive, SIMOCODE ES和SIMOTION SCOUT TIA),还可以在单一界面中执行多用户管理和能源管理等新功能。但实际上,博途的应用仍然是以集成的这些基本软件的功能为主,软件之间的联系和管理功能相对而言颇有些鸡肋的感觉。

博途的软件

SIMATIC STEP 7 是世界上知名且应用最为广泛的工业自动化编程软件之一。SIMATIC STEP 7 (TIA Portal) 可面向已有的成熟 SIMATIC 控制器和新控制器执行创新的工程组态。具体而言,STEP 7 包含了西门子S7-1200,S7-1500系列PLC的编程功能,也继承了其前身对S7-300和S7-400的支持,但与其之前的版本一样,S7-200和S7-200 Smart仍然不在其支持之中。

SIMATIC WINCC 包含了从西门子最基本的精简面板到精致面板乃至PC站的组态功能,根据功能和支持的面板类型分成了Basic、Comfort、Advanced和Professional几个不同版本,主要功能仍然是进行工程组态和可视化,以实现人机界面不同程度的要求。

SIMATIC Startdrive用来为西门子变频器进行参数设置。在工程实践中,大部分变频器仍然采用传统的面板进行参数设置或控制,将其集成在博途中在很大一部分程度上属于锦上添花的功能,官方宣传中介绍到,“由于具有相同操作方式,消除了接口,且具有较高的用户友好性,因此可将 SINAMICS 变频器快速集成到自动化环境中,并使用 TIA Portal 对它们进行调试。”

SIMATIC SCOUT TIA将SIMOTION运动控制系统集成在了博途中,深度集成了运动控制驱动系统功能。SCOUT 将运动控制任务、PLC 任务、工艺功能和驱动组态组合在一个系统当中。它通过一个用户友好、组织清晰的“导航中心”开发和管理 SIMOTION 项目所需的全部工具。 SCOUT 让工程组态的所有阶段变得更高效,借助全集成自动化博途 (TIA Portal) 中的 SCOUT TIA,您可以充分开发 SIMOTION 的潜能。由于SCOUT 运动控制系统原本就是西门子重要的产品,因此其在博途中的地位与WINCC和STEP7几乎同等重要、必不可少。

SIMOCODE ES和Startdrive类似,但是用于对电机进行管理,便于执行规划,组态可靠性高,调试和参数设置快速,并提供了诊断功能以及与维护相关的监控功能。SIMOCODE ES 已集成在TIA Portal 这个统一的工程组态平台中,是一种高效直观的解决方案,适用于所有自动化任务。

博途的配电功能目的在于集成西门子配电产品,但目前来说该功能实现的并不好,仅仅是在系统中增加了一个能源套件(energy suite)用于计算相关能源参数,其与3VL等配电产品的集成还远远并没有成熟。

博途的其他亮点

在博途的官方介绍中,提到一系列博途软件的其他亮点。在这些亮点中,除了PLCSIM Advanced这一同样继承于之前版本的PLC模拟仿真功能软件外,其他大部分亮点更像是西门子在工业领域的愿景与尚未实现的目标。PLC SIM用于提供一个全面的仿真环境,用于在实际硬件部署前验证软件系统的功能。

Cloud Connector 和 MindSphere用于连接西门子公有云和私有云;Openness用于实现自动化软件接口代码;Teamcenter 用于在工厂范围内存储和备份博途项目;其他功能则包含了协同开发、与高级语言、Simulink等的接口,以及机器和设备诊断、可视化、能源管控之类的工业物联网、互联网方面的功能。具体如下:

工程组态软件之外的功能

官方介绍的TIA Portal是“通向数字化企业自动化之路”,实现从数字化规划和一体化工程到透明运行、设备分析诊断以及能源管理的整个过程,从而帮助企业踏上工业4.0之路。西门子希望可以通过博途提供的各种功能和创新的仿真工具,通过附加诊断和能源管理功能来提高工厂生产力,并协调团队工作来产生更大的灵活性。

这些功能按照博途官方的宣传可以归结为三个方面:

工作过程数字化——通过虚拟仿真、数字孪生以及协同开发与开放接口,实现更数字化、更开放的开发工作过程;

系统开发一体化——将所有重要的组件集成在单一的平台中,用于提高工作效率以及一体化开发功能,加快开发进度。

透明化运行——通过对机器工作的诊断、能源系统监控实现设备、能源透明化运行,通过将工厂与IT信息系统结合的方式来提高生产力。

西门子博途产品带来的思考

西门子博途不仅仅是一款软件产品,更包含了西门子在工业自动化领域当下与未来的野心。

西门子全集成自动化的理念提出的时候,物联网与工业互联网的口号还没有提出来。博途最初的版本,仅仅包含了西门子对于产品和工业自动化工程开发模式的野心,即本文第一部分提到的从现场产品到控制层与管理层整个工厂生产流程。通过博途这一产品,西门子致力于通过一套整合的软件,将其产品与用户生产的整个环节进行集成,从而占领更多的市场。但是,实践证明,西门子博途软件在这方面的野心仅仅是勉强或者尚未实现最初的目标,博途软件的用户仍然是最初依赖于STEP7、WINCC和SCOUT的工程师,无论有没有博途的存在,这部分用户仍然需要使用相关工具进行开发,而博途的出现,虽然在一定程度上可以提高开发效率,但由于其臃肿与冗余,在另一方面也带来了相当程度的效率损失。

2013年德国汉诺威展会第一次提出工业4.0的概念,在此之后,物联网、工业互联网与人工智能技术突飞猛进,而西门子作为工业自动化领域巨头,也非常积极的投入到工业4.0的革命浪潮中,此后的博途软件,在宣传上不断加入了相关的功能与理念,西门子不再仅仅把博途软件当做统一工业自动化的工具,而是将其视作面向工业未来的寄托与希望。

随着宣传力度的不断加大,博途的实际功能与其宣称的功能之间的差距越来越大,在宣传方面,西门子凸显出工业巨头对于未来的洞察力,从博途的宣传可以看出,西门子对于工业未来的发展方向,主要集成在三个方面:设计过程的数字化与一体化,即通过虚拟仿真、数字孪生、协同开发等方式提高工作过程数字化与一体化;生产过程透明化,即通过设备分析、配电监控、能源管控,实现生产过程的可视化与透明化;工业系统信息化,即通过设备上云、开放接口等方式打通自动化与信息化系统之间的屏障。

这三个方面又可以归结为一个更为宏观的概念,这也是维思自动化自成立迄今一直秉持的愿景——利用先进的信息化技术为传统工业赋能。西门子对于工业自动化发展未来的三方面,都离不开与迅速发展的信息技术、物联网、人工智能技术的结合,通过信息技术全面提供工业生产力。

然而,与工业巨头敏锐的观察力相比,博途这一庞大冗余的软件系统,其变革能力与速度显然已经远远落后,尾大不掉是所有巨头难以摆脱的问题,西门子要通过博途实现所有对于未来的野心,就目前来看只能是难之又难,对于西门子来说,很难在博途的功能上做减法,但如果要在原本已经冗余至此的博途上面增加更多的面向未来的功能而又不损害其当前实用的功能,这几乎是不可能完成的任务,而如果西门子坚持朝向这一方面前进,关于博途的更多愿景与希望可能只能永远停留在宣传层面。

相比之下,小型团队在工业互联网领域可能会走的更快。在另一个互联网巨头微软身上,就有着一个鲜活的案例,微软的传统开发工具Visual Studio,有一支2000人规模的开发团队在开发,历经二十多年的开发,Visual Studio却始终不温不火,并没有在开发工具中占有特别明显的优势,但与此同时,微软的另一支核心成员不足20人的开发团队,却在短短3年时间内开发出了占据全球第一的开发工具VS Code,这说明,在当前的环境下,和大的团队相比,小团队没有历史负担、更灵活、更能适应日益变化的需求环境,在系统开发方面更具优势。

出于以上的这些考虑,维思在进行工业自动化领域业务开拓时,一方面借鉴了诸如西门子等巨头前瞻性的方向,将业务领域集中在能源监控与能源设备预测性运维方面,另一方面则利用小团队的优势,进行更接地气、更快速、更面向客户的产品开发,产品与系统已经成功应用在分布式能源、配电、供暖等方面,为维思在工业自动化领域深耕与拓展打下坚实基础。

笔者曾在工博会对西门子等工业巨头在信息化时代的工作进行深入了解与考察,与西门子这样的工业巨头相比,维思自动化这样的小团队,与工业巨头相比,同样具有工业领域的经验与背景,但又不像西门子博途一样肩负太多的历史负担,同时担负产品推广、系统开发、模拟仿真、协同工作等多种功能,可以基于用户需求,快速、灵活地进行面向未来的开发,集中精力专注于能源与设备的监控与分析的细分领域,致力于将先进的物联网、数据科学、人工智能等计算机科学技术应用于传统的工业自动化行业,从而为客户提供更经济、更可靠、更先进、更强大的现代化工业生产与管理工具,从根本上提升客户在互联网时代的生产力与竞争力。

Written by
魏智勇(John)
Join the discussion

此站点使用 Akismet 来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据

魏智勇(John)

站长,80后,创业者,擅长工业自动化与信息化技术,熟悉各种PLC,组态软件,熟悉计算机技术,熟悉LabVIEW、C,C#,JavaScript程序设计技术。

%d 博主赞过: