2021 SPS 展会上倍福带来哪些创新技术?

通过集成虚拟机环境拓宽应用范围

TwinCAT/BSD Hypervisor 作为一个新系统的功能

　　TwinCAT/BSD Hypervisor 是倍福 TwinCAT/BSD 操作系统的一个系统功能，通过它可以在工业 PC 上同时运行虚拟机(VM)和 TwinCAT 实时控制程序。在 TwinCAT/BSD 中优化了 Hypervisor 管理程序，再匹配上倍福软件和硬件可以最大化地发挥虚拟机的性能，同时保持 TwinCAT 的实时特性。

TwinCAT/BSD Hypervisor 可以在一台倍福工业 PC 上高效地执行虚拟机和 TwinCAT 实时控制程序，可以显著提高控制系统的安全特性。

　　虚拟机的高性能运行可以让不同操作系统的优势在一台工业 PC 上得到充分利用，并通过模块化运行操作系统和核独立的方式执行实时控制，改善了整个系统的安全性能。例如，TwinCAT 实时控制程序可以与工业 PC 上的 Windows 桌面操作系统分开运行。在这种情况下，Windows 操作系统运行在虚拟机环境中。例如，Windows 软件更新需要重启系统时将不会中断设备控制的实时执行。这可以确保设备的持续可用性，因为 Windows 仅在虚拟机环境中重启，TwinCAT 仍继续在 TwinCAT/BSD 主机的实时环境中运行。

　　通过 TwinCAT/BSD Hypervisor 的深度集成功能，可以将 GPU、USB 和/或网络接口等硬件资源完全分配给虚拟机。这样就可以限制用户和/或网络接口对 TwinCAT/BSD 系统的访问，而且可以提高控制系统的安全性。通过 TwinCAT/BSD Hypervisor，除了 Windows 之外，还可以在控制器上运行 Linux 发行版，例如，用于运行 Linux 容器。在这种情况下，Linux 容器和设备控制器之间的数据通信可以通过仅主机网络支持，以确保未加密的网络通信仅在 TwinCAT/BSD 和 Linux 容器主机之间进行，机密的设备运行数据不会离开工业 PC。

通过 OPC UA 实现实时数据通信

TwinCAT 3：直接集成 OPC UA Pub/Sub UDP

　　将 OPC UA Pub/Sub 通信直接集成到 TwinCAT 3 Runtime 中，为直接实现基于 OPC UA Pub/Sub 规范的机器对机器(M2M)和设备到云(D2C)通信方案铺平了道路。

借助基于 PC 的控制技术和 TwinCAT 3，倍福将一如既往地支持 OPC UA 的扩展，包括发布者/订阅者通信模式。

　　随着 OPC UA 规范的最新扩展 — 其中，倍福在协助开发方面发挥了重要作用 —，发布订阅的通信模式正被引入到成熟、标准化的 OPC UA 通信协议中。可以为数据传输定义两种不同的传输路径：UDP 和 MQTT。

　　UDP 能够在机器或机器组件之间的本地网络中实现高效、实时的数据交换，而通过 MQTT 消息代理进行的传输主要(但不限于)支持云服务应用场景。作为早期践行者，倍福早在 2016 年就实现了 UDP 传输路径的初始原型实施。现在，MQTT 的实施增加了第二个传输路径。倍福新推出的 TwinCAT 3 功能组件 OPC UA Pub/Sub(TF6105)是一个软件包，可以用于在 TwinCAT 3 中直接配置和使用 OPC UA Pub/Sub UDP 和 MQTT 发布者和订阅者。

通过大胆决策和创新驱动实现超高性能

TwinCAT：拥有 25 年成功经验的自动化套件

　　倍福基于 PC 的控制技术于 1986 年推出，至今已有 35 年的历史，而 TwinCAT 自动化套件于 1996 年面世，转眼已经度过了四分之一个世纪。值得一提的是，TwinCAT 是基于 Windows 的控制和自动化技术的简称。用户不仅受益于软件的高性能，尤其还能够受益于其模块化设计和可扩展性，以及对机器视觉和人工智能等创新技术的支持。

TwinCAT 是一个模块化的自动化软件套件，它将标准控制功能与机器人技术、机器视觉和人工智能等功能无缝集成在一起。

　　1996 年，第一代软件 TwinCAT 2 问世。该版本至今仍在使用并将继续供应，这也证明了它的连续性和兼容性。其操作系统使用的是 Windows，PLC 编程符合 IEC 61131-3 标准。现在可以在安装了标准操作系统的“普通”PC 上实施控制系统。另一个里程碑是将 TwinCAT 编程环境与主流 IT 编程环境相统一的决定。Microsoft Visual Studio® 原本主要用于 IT 软件的开发，那么为什么不也使用 Visual Studio® 开发 PLC 软件应用程序呢?Beckhoff 便使用此工具嵌入 TwinCAT 2 软件进行开发。正因为这样，TwinCAT 3 软件于 2010 年推出，并从 2011 年开始交付给客户，因此 TwinCAT 3 迄今也有 10 年的历史，并创造了另一个记录。

　　将 TwinCAT 工具集成到 Visual Studio® 中可以创建一个全新的开发环境。C/C++ 和 MATLAB®/Simulink® 等更多“编程语言”的出现为更高效地生成设备和系统代码提供了进一步的可能性。这又是一个大胆而正确的企业决策。除了编程之外，TwinCAT 还为不同的现场总线系统提供了一个 I/O 配置接口，首要的就是 EtherCAT。从简单的 PTP 运动到复杂的 CNC 和机器人等运动控制应用与安全功能、机器视觉的图像处理和机器学习一样，都是技术不断发展的一部分。随着工业 4.0 和物联网(IoT)的出现，很快人们就发现，在 IT 领域长期存在的云计算将在自动化市场上也变得非常重要。而倍福早在 2015 年就已经提出了物联网和云连接解决方案。

电动缸将电力和动态性与伺服技术的优势结合于一体

AA3000 系列：高耗能气缸的伺服电机替代解决方案

　　AA3000 系列电动缸非常适合用作直驱装置，用于实现高加工力和高速度的线性应用。它充分利用了伺服技术在力、动态性和紧凑性方面的优势，如可控定位、堵转时的保持制动器和高能效。

AA3000 系列电动缸可以取代高能耗的气缸，同时充分利用了伺服电机的高动态性、高精度和性能优势。

　　这款集成有高精度滚子轴承、滚珠丝杆和导轨的机构可用于实现无背隙的纯平移运动，这样也可以让结构非常紧凑。主轴的轴端有一个外螺纹，可以在上面安装市售适配器，如气动/液压应用中常用的球头或张紧钩。

　　新系列的第一个产品是 AA3033 电动缸，它有两个型号：

　　峰值推力 12500 N，持续推力 3700 N，最大速度 0.5 m/s

　　峰值推力 6250 N，持续推力 1850 N，最大速度 1.0m/s。

兼容气动系统，性能更高

　　电动缸的法兰尺寸符合 ISO 15552 标准，两侧都有螺栓连接节点，例如，如果应用中需要旋转螺栓连接。这种兼容性让从气动到电动驱动技术的转换变得特别容易。除了高分辨率之外，所安装的 24 位多圈安全编码器还采用了单电缆技术(OCT)和电子铭牌，使得调试更简单、更快速。此外，电动缸能够轻松获取过程数据，这些数据可用于快速、轻松地优化加工性能。其它螺距或无背隙保持制动器可作为选项提供。