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三菱小型PLC——FX3G
已閱[960]次[2020/2/18]

  自1981年推出FX系列小型PLC以來,三菱創造出單系列銷售量800萬套的佳績,小型PLC市場占有率更是穩居首位。2008年9月19日,三菱電機在三亞召開發布會正式發布第三代小型PLCFX3G系列產品,宣告FX家族第三代產品進一步豐富。發布會后,三菱電機姬路制作所產業機部部長奧村良之先生、三菱電機自動化(上海)有限公司總經理富澤克行先生接受了中華工控網、《電氣時代》等媒體聯合采訪,揭示新品背后大家關心的問題。
 
    ――客戶需求促成新一代產品誕生
 
    FX3G系列PLC產品是基于怎樣的前提而推出?
 
    FX系列小型PLC是三菱電機在27年前開發面世的產品,在之后的多年時間里也有著不斷的改進,2000年之前客戶產品對精度要求不是特別高,2000年后,隨著產品發展需求的進步,客戶對于產品精度有了較高的要求,特別是近年來,客戶對精度、高效性提出了進一步要求。三菱電機提出從提高精度和提高生產速度兩方面著手以解決客戶需求。同時經過市場調研發現客戶在連接伺服、通信以及提高容量等方面需求也比較大,針對這一現狀需求我們推陳出新,及時研發、推出FX3系列產品,包括高端的FX3U、中低端的FX3G產品。
 
    ――PC的發展促進了PLC產品升級
 
    FX發展至今已經有了三代,如何保證產品的持續創新?
 
    三菱一直以來致力于開發實用的、不斷升級的產品。最初我們的產品以很簡單的繼電器為主,第二代是90年代的簡單的信息處理,第三代則是根據客戶需求對于信息定位、信息處理等各方面都有了一個提升。對于小型PLC的發展來說,PC電腦的發展也起到了很大作用,將小型計算機的功能融入到我們的產品中去,這是非常重要的,也是非常必要。對于新產品的開發需要耗費大量的人力、物力、財力這點,我們的出發點是回饋于客戶,解決客戶提出的問題、提供更完善的服務。
 
    ――FX3G將運用于更多行業
 
    FX3G將重點應用到哪個行業?
 
    FX3G系列PLC產品并不是想針對于某個特殊性行業,它的運用范圍是比較廣泛的,我們的研發目的是希望它運用到更多行業中。例如機床行業、紡機行業、印刷包裝行業、電子設備行業、水處理行業等幾乎所有行業都可應用。
 
    ――三菱電機注重品質,PLC首要任務是穩定
 
    FX3G與上一代產品有何提升?相比同行同類產品的優勢?
 
    FX3G產品與三菱電機之前推出的產品相比,FX3G在速度、容量、效率等方面有了很大的提升,對于三菱自身來說是定義為進入新一代的一個產品。
 
    與同行同類產品相比,三菱對于PLC產品的品質要求一直以來比較高的。多年以來公司產品將穩定性作為產品研發的首要解決問題。每款新產品研發、生產中過程中,都是積聚了以往的經驗,并不斷地創新理念。在同等環境條件下,產品穩定性是優于其它產品的,因此我們非常自信在復雜的工業環境下,與其它產品相比我們產品的穩定性,質量各個方面都會更有保障。
 
    ――簡單易用、超前理念是三菱產品殺手锏
 
    面對客戶,三菱對自身的產品主要有兩個要求:一是對設計者來說,使用三菱的產品將會使生產設計更為方便;二是對現場使用者而言,操作將更為簡單。在滿足客戶對產品的功能需求的同時,三菱將超前理念融入產品中,盡可能為客戶提供更具前瞻性的產品。
 
    相信無論是今年、明年還是以后的數年時間里,FX3G產品都將會是我們產品的銷售重心,在市場上也會取得一個很好的銷售業績。
 
    ――綜合解決方案是強項,年度確保兩位數增長
 
    FX3G產品的推出對于提高銷售額目標有著怎樣的幫助?
 
    今年受大的經濟環境的影響,在三菱PLC產品、變頻器產品以及NC產品,特別的是針對于中國市場的產品,目前處于一種不容樂觀的銷售環境。雖然說單一的產品會存在各種各樣的狀況,但我們有很多的產品鏈系列,通過產品鏈推出的一系列綜合解決方案也是我們的強項,事實證明兩者也形成了互補。
 
    因此我相信通過大家的努力,在現在所面臨的艱難環境中,我們應該是能夠達到公司今年銷售的目標值。中國目前GPG成長值是低于10%這個狀況,我們公司的銷售值已經達到兩位數的增長率,與2007年相比,銷售額已經有了20%增長。
 
    FX3G在同類產品中是最好的,三菱PLC產品、變頻器產品在市場占有率上位居前兩名,不僅是單一產品銷售率比較好,產品之間連接性也是比較好的,通過產品之間的融合、互動可以達到更好的銷售水平,這也是我們非常突出的一個優勢。
 
    三菱FX產品在中國小型PLC市場占有率目前超過40%,遠遠領先其它品牌市場占有率,但是我們相信不僅僅是在FX,而是通過各項產品整體解決方案的推出,讓客戶深切感受到我們產品的實用性、優越性。
 
    ――可視化就是要暴露出客戶生產的不良環節,提升其競爭力
 
    如何理解“可視化提升競爭力”?
 
    生產廠家來在激烈的行業競爭中取勝的一個重要條件,就是讓生產現場效率更高,操作更簡單。一方面,對設備的改進,高精度高速度是非常重要的,但這提升的幅度是不大的;另一方面,我們可以提升機器在生產現場的運轉效率。實際生產線上停滯時間比我們想像的要多出很多,從生產現場我們不難發現,停滯的主要原因是產品在進入下一個環節之前的停滯等待時間比較長,或者是生產線設計不合理導致經常發生一些小的故障,故障維修對于生產線生產時間也會有著一定影響。
 
    在人們概念里,日本生產廠家的生產效率是比較高的,實際上在日本最優秀的生產廠家的機器生產線運轉效率只不過達到了60%,打個比方當它的運轉率達到80%時,運轉率提升了20%,這個效率提升是非常可觀的。為了達到這個指標,首先我們要分析生產線上的眾多設備,每個設備存在著怎樣的問題,將問題展示出來,這就需要可視化。
 
    三菱的產品是很全的,這不僅僅是指產品系列全,還包括產品軟件、硬件配備全。
 
可視化怎樣做到真正的實施,就是通過產品,我們的產品功能當中都涵蓋了可視化的性能。
    當然,我們的產品也可以和其它品牌產品組合使用,但我們不推薦這樣使用,如果使用我們的產品,產品連接是早已設置好的,使用時數據、信息方面問題很容易傳輸、反映出來,但如果和別的產品組合使用,產品連接會出現一些不必要的軟、硬件問題,解決這些問題也會耗費大量的人力物力。我們的產品在研發時已經關注到可視化問題,如何做到可視化已經注入了產品功能之中。
 
    可視化這個課題,在能源方面也有很好的體現。中國近幾年將節能提升到了一個很大的高度,節能是非常重要的,但是節能不是代表不使用能源。生產線停滯的問題也是同樣的道理,在減少浪費這一塊如何運用可視化將問題暴露出來,我們希望客戶能夠理解到這個層面改善能源浪費的狀況。
 
    我們通過可視化的解決方案,為客戶降低成本,減少不必要的資源浪費,提升客戶產品在同類產品中的競爭力,以達到更好發展的目的。
 
    ――短期內不會在中國設廠生產PLC,姬路工廠有著得天獨厚的優勢
 
    西門子、歐姆龍在中國都有設廠生產PLC產品,三菱電機是否有這方面的計劃?
 
    對于同行西門子、歐姆龍在國內的一些動向我們也非常關注,非常了解。(編者:西門子、歐姆龍在中國大陸都有生產小型PLC的工廠,三菱電機在國內目前在大連有工廠生產變頻器,所有PLC都集中在日本姬路工廠生產)我們的PLC產品主要還是在姬路工廠生產,姬路工廠本身也是自己PLC產品的一個重要用戶,從這點而言,我們可以很方便的獲取到更多的PLC信息。
 
    同時,姬路工廠還生產汽車零件,以及汽車相關周邊產品,如今汽車行業是一競爭比較激烈的行業,在這個競爭激烈的行業如何取勝,如何更新、開發我們的產品是非常重要的,所需要面臨的狀況也是很多的,從這樣的一個條件苛刻的行業里獲取我們所需要的信息也是比較方便的。
 
    在中國以及世界各地,我們有著龐大的用戶群體,在聽取了客戶意見后,我們會隨時更新產品,提高產品功能,但是由于地域差異,從產品推到中國使用到獲得反饋需要一定的時間,為了克服這個限制,我們先將產品使用到自己的工廠里或者日本市場,這樣可以在第一時間得到最快的產品使用回饋,便于對產品進行及時調整。
 
    大多數人認為在中國生產,會降低人工成本,但是經過我們計算這樣并不能降低多少成本。通過詳細比較,深思熟慮,我們短期內不會將小型PLC這塊在中國生產。也許,隨著中國市場的擴大,在今后的某個階段我們也將會對中國市場進行本土化生產。
 
    ――多重渠道反饋用戶需求信息
 
    直接用戶和網上的需求如何反饋到工廠研發部門?
 
    對于獲取信息、收集網上信息這方面,分為三種情況,一是我們的產品市場、開發同事,在新產品推出之后都會進行一系列推廣活動拜訪客戶,通過和客戶面對面的溝通交流,認真聽取他們所提出來的問題及意見。第二種情況是:三菱電機自動化(上海)有限公司也擔當了重要的職能,通過代理商了解到客戶所需,第一時間將問題反映給日本總部,這也是我們與客戶溝通改進產品的重要的途徑。
另外,對于來自諸如中華工控網等網絡上的信息收集,我們三菱電機自動化(上海)有限公司有專門的同事負責此項工作,關注各大網站關于我們公司的問題意見,這些問題先會由上海公司的技術同事進行解答,如有需要開發人員改進的部分也會被第一時間反映給日本總部,爭取在最短的時間內將問題解決。
    比如說,晶體管與繼電器混合的輸出單元,是在中國特有的要求。我們主要是通過銷售人員、技術維修人員跟客戶深入的交流之后,收集到的信息,然后及時反饋給我們的研發工作人員,從而開發出新的產品。(編者:前不久三菱電機發布了一款適合中國人使用習慣的產品――晶體管、繼電器混合輸出的機型FX1N-60MR-3A001)
 
    ――程序密碼保護功能不僅是中國人關注的,日本歐美都很需要
 
    談談增強的密碼保護功能,這個中國用戶很關心。
 
    關于設置密碼,不僅僅是針對中國客戶,產品開發出來之后也受到日本、歐美客戶的青睞。我們有很多大客戶,員工人員流動也是比較大的,技術人員開發產品后,因為一些原因離職跳槽就會將原來設計的東西一并帶走,對于大企業來說這個損失是非常巨大的。很多企業都向我們反映了這樣的問題,在與用戶溝通之后,我們的技術人員對這一情況,研發出了更強的設置密碼的功能應用在了產品中。(編者:FX3G可設置兩級密碼,區分設備制造商和最終用戶的訪問權限。更有“無密碼程序保護功能”可鎖住PLC,直到新的程序載入,徹底杜絕“窮舉法”解密。)
 
    ――未來小型PLC市場前景可觀,PLC市場整體看好
 
    怎樣看待未來幾年PLC的市場發展態勢?
 
    未來PLC發展不會偏重于小型PLC或者大型PLC,兩者會隨著客戶需求而發展,是一種均衡的態勢。從市場角度來說,日本以中大型PLC為主,但是我認為日本并不是一個主流市場,而是一個特殊的市場。對于中國市場來說,是以小型PLC為主的狀況。中國市場是一個正在蓬勃發展的市場,對于中大型PLC需求會加大,從產品銷售增長率來說,中大型PLC增長速度會快于小型PLC。為了應對市場需求我們也推出了相關的產品。
 
    對于PLC產品來說,使用的范圍會越來越廣,從整體看無論中大型還是小型PLC,發展形勢都是看好的。不管是日本市場還是歐美市場,控制器開發市場、生產市場都會遇到一個瓶頸,為了改變這一狀態可能會用PLC來代替,同時,許多專用的DCS控制器由于受到一些功能上的限制,可能會有更多的用戶使用PLC來替代它,從這些方面來講,PLC的發展市場會非常好的。
 
    編后:在近兩小時輕松愉快的訪談的中,奧村先生和富澤克行先生始終流露出對中國市場以及FX3G產品的信心,畢竟,進入中國市場40余年來,三菱電機從沒有停止過創新的腳步,FX系列小型PLC走過的27年三代產品的歷程,也正是伴隨中國改革開放的進程在闊步前行。中國制造業的飛躍發展正帶動自動化行業的進步,相信它會讓每一個助力中國發展的企業獲得回報,這包括我們眾多的本土企業,也包括了解中國、扎根中國的跨國公司,例如三菱電機。
自1969年世界上誕生了第一臺可編程邏輯控制器(PLC)以來,可編程控制技術在工業控制領域便一路高歌,取得了極為廣泛的應用。但是在這過去的30多年里,計算機技術、電子技術、網絡通信技術以及自動控制技術的飛速發展,使得工程師們在工業應用中對于控制器的功能需求也遠遠超越了當初的“順序邏輯控制”的簡單期望。
 
    來自于奧地利的貝加萊(B&R)工業自動化公司便是敏銳地捕捉到這一技術需求的變化,早在1994年便在全球第一個推出了基于定性實時多任務操作系統(RealTimemulti-taskingOperationSystem)的可編程計算機控制器(PCC—ProgrammableComputerController),時至今日,仍然代表了這一創新技術的發展趨勢,成為新一代自控工程師的新寵。我們知道,常規的PLC大多依賴于單任務的時鐘掃描或監控程序,來處理程序本身的邏輯運算指令以及外部的I/O通道的狀態采集與刷新,整個應用程序采用一個循環周期,但事實上在一個控制系統中,雖然往往有一些數據量是實時性要求很高的,但也有很多大慣性的模擬量是沒有太高實時要求的,如果采用同樣的刷新速度其實是對資源的浪費,而且循環順序掃描的運行機制也直接導致了系統的控制速度嚴重依賴于應用程序的大小,應用程序一旦復雜龐大,控制速度就必然降低。這無疑是與I/O通道高實時性控制的要求相違背的。
 
    而貝加萊PCC系統的設計方案則完美地解決了這一問題,與常規PLC相比較,PCC最大的特點就在于其引入了類大型計算機的分時多任務操作系統理念,并輔以多樣化的應用軟件設計手段,由于分時多任務的運行機制,使得應用任務的循環周期與程序長短無關,而是由設計人員根據工藝需要自由設定,從而將應用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區別開來,滿足了真正實時控制的要求,而且這種控制周期是可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求而做相應設定。
 
    傳統PLC運行模式
 
    貝加萊PCC-定性分時多任務操作系統的運行模式基于這樣的運行平臺,PCC的應用程序可分為多個獨立的任務模塊,這樣給便應用軟件的開發帶來了極大的便利,因為工程師可以方便地根據控制項目中各子系統的不同功能要求,如數據采集,報警,PID調節運算,通信控制等,開發相應的控制程序模塊(任務),在分別編制和調試之后,可一同下載至PCC的用戶程序存儲器中,在多任務操作系統的調度管理下,并行協同運行,因為這些模塊既相互獨立運行,而數據間又保持一定的相互關聯,由他們共同實現項目的控制要求。在這多個任務中,根據不同任務對實時性能的不同需求,設計人員可以指定不同的優先等級即確定的循環周期,從而實現確定的分時多任務控制。即便某個任務處于等待狀態,別的任務也可繼續執行。
 
    這種多任務的運行機制,采用大型應用軟件的模塊化設計思想,還帶來了項目開發效率上的提高,有著常規PLC無法比擬的靈活性。因為多任務的思想使得各個任務模塊的功能描述更趨清晰簡潔,用戶可以自行開發自己獨有的而又同時具有通用性的獨立功能模塊,并將其封裝以便于日后在其他應用項目中重新使用。而且各個不同的任務甚至可以由開發小組的不同成員分別編制,不同的開發人員基于共同的約定,可以靈活選用不同編程語言,這就意味著不僅在常規PLC上一直為人們所熟悉的梯形圖,指令表等符合IEC6113-3規范的通用語言可以在PCC上繼續沿用,而且用戶還可采用更為高效直觀的高級語言,比如ANSIC和AutomationBasic,從而實現復雜的數學運算功能和過程控制算法。
而且所有這些編程語言,PCC都采用“符號變量”來標識外部I/O通道及內部寄存器單元(例如用戶可用motor_run來代表某開關量輸出通道,button_down代表某開關量輸入通道)。這樣,軟件開發人員毋需熟知PCC內部的硬件資源分布,而只須集中精力于項目本身的工藝要求,即可迅速編制出結構清晰功能明確的控制程序來。
    PCC在硬件上的特點,還體現在它為工業現場的各種信號和應用設計了許多專用的接口模塊和功能模塊,如溫度、張力、步進電機驅動、示波器、鼓序列發生、脈沖編碼,稱重、超聲波信號等等。它們將各種形式的現場信號十分方便的接入以PCC為核心的數字控制系統中,用戶可按需要對I/O通道進行數十點、數百點至數千點的擴展與聯網。在PCC模塊內部,CPU的數據總線與IO總線分離,并配置有獨立的I/O處理器,特有的時間處理單元(TPU)在不增加CPU負荷的前提下,高速處理無論簡單或復雜的定時任務,其基準計時頻率可高達6.29MHz,因此目前被廣泛應用于測頻測相及PWM等極高精度的時間處理場合中。而其所有數字量輸入端都經過了光電耦合隔離,模擬量輸入端也都經過了RC濾波處理,因此具有很好的抗干擾能力,其整體硬件平均無故障時間MTBF高達50萬小時。
 
    PCC在遠程通信方面的靈活性,是區別于常規PLC的另一顯著標志,作為構成現場分布式控制的主要供應商之一,貝加萊PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。除開放式現場總線的網絡方案之外,PCC還提供了多種網絡協議,用戶不僅可以采用貝加萊的獨有網絡協議,也可以方便的與其他廠家的PLC或其他工控設備聯網通信(如Siemens,AB,Modicon等),在一些特殊情況下,PCC還為用戶提供了創建自定義協議的幀驅動(Framedrive)工具。特別值得一提是EthernetPOWERLINK網絡協議,這是2001年貝加萊公司在競爭對手還在討論實時工業以太網概念的時候,便在全球第一次推出并實用化了真正意義的實時工業以太網絡,這也是全球第一個開放的安全級(SIL3)實時工業以太網。2007年初該公司又已經發布其實現了千兆級實時工業以太網EthernetPOWERLINK的消息。由于具備這樣的技術優勢,PCC常常能解決許多常規PLC所望塵莫及的通信難題,輕松實現與各種不同產品,不同通信協議的高效互聯。

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