企业信息

    湖南西乾电气设备有限公司

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  • 公司认证： 营业执照已认证
  • 企业性质：集体联营企业
    成立时间：2018
  • 公司地址： 湖南省 长沙 长沙县泉塘街道螺丝塘路星沙国际企业中心11栋B单元505
  • 姓名： 张波
  • 认证： 手机未认证 身份证未认证 微信已绑定

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    德国西门子电机代理商

  • 所属行业：机床 机床配件/附件 数控系统
  • 发布日期：2020-11-05
  • 阅读量：278
  • 价格：999.00 元/套 起
  • 产品规格：不限
  • 产品数量：1000.00 套
  • 包装说明：不限
  • 发货地址：湖南长沙  
  • 关键词：西门子伺服代理商,西门子驱动代理商,西门子V90代理商

    德国西门子电机代理商详细内容

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    湖南环辰泰瑞电气设备有限公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：
    1、SIMATIC S7系列PLC：S7-200/S7-200SMART/S7-1200/S7-300/S7-400/ET200/S7-1500
    2、逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
    3、SITOP系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
    SIEMENS HMI触摸屏：TD200/TD400C/SMART700IE/SMART1000IE/TP700/TP1200/TP900/TP1500
    SIEMENS 交、直流传动装置
    1、 交流变频器及伺服：MM420/430/440、G120、G110、V10、V20、V60、V70、V80、V90及6SE70系列（FC、VC、SC）
    2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6RA80系列
    SIEMENS 数控伺服
    1、数控系统：840D、802S/C、802SL、828D、801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510
    2、伺服系统： 611A/U/D:6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
    3、伺服系统：S120: 6SL304、6SL3210、6SL3130、6SL3055、6SL3054
          SIEMENS
          西门子自动化与驱动产品合作伙伴
    湖南环辰泰瑞电气设备有限公司
    西门子中国一级代理商产品**：
    1．华北地区：北京、天津、河北、内蒙古（3个市，2个省）。
    2．东北地区：辽宁、吉林、黑龙江、大连，齐齐哈尔（3个省、2市）。
    3．华东地区：上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、（7个省）。
    4．华中地区：河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、深圳（7个省、市）。
    5．西南地区：重庆、四川、贵州、云南、西藏（5个省、市）。
    6．西北地区：陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、山西、（6个省、区）。



    西门子再添新成员“S210伺服系统

    西门子无疑成为本次展会的焦点，在展会上新发布的Simotics S-1FK2电机和专为其开发的Sinamics S210伺服驱动器，共同组成的全新伺服驱动系统，也成为本次西门子展品的重头戏之一。

    Sinamics S210伺服驱动器集成了丰富的安全功能，可实现快速工程组态，并可通过Profinet连接到上位控制器，使用Web服务器和一键优化功能，使得调试变得非常简单。与Simotics伺服电机配合使用，可实现小负载的高动态响应运动以及中高负载的**精密运动。电机与伺服驱动器之间只使用一根电缆连接。该全新驱动系统可广泛用于包装机械、物料抓取应用、木材和陶瓷加工，以及数字印刷。

    估计是因为产品还没有正式开售的原因，目前我们能够搜到的关于 S210 的细节信息仍然非常少。登陆西家，能看到的仅仅是一篇不到 2 屏的产品特点描述、一段 2 分多钟的视频宣传片、一份仅 6 页的产品宣传册......，并且这些信息还都是英文或德文的。

    不过，这并不妨碍我们去了解这款产品的一些基本概况。本期，就让我们借助这些十（shao）分（de）有（ke）限（lian）的资料来一起扒一扒这款正向我们袭来的 SINAMICS S210。

    老规矩，先来看下产品外观。



    这是能从网上找到的一张清晰度（300dpi）比较高的产品图片了。

    从产品外形看，S210 的结构样式与目前市面上大部分同类型产品很相似，是一款单轴独立型伺服驱动器，就是说每台驱动器都有自己独立的 AC 电源输入，并且输出也都只有一个轴。

    正面的接口布局也是中规中矩，上方是带黑色翻盖的显示操作面板，下方是电机动力输出和编码器反馈，中部左侧是动力和控制电源输入，右侧是通讯和 I/O 信号端口。
     


    不过，尽管外表平平，个中还是有一点蛮特别的地方，就是：驱动器到电机的连接，貌似只有一根电缆。所以接下来，咱们就先来看一下 S210 的电机输出。

    S210 搭载的新款伺服电机名为 SIMOTICS S-1FK2 。
           目前发布的 S210 驱动器，其动力电源输入为 AC 单相 230V，输出功率仅为 100W～750W，与之对应，现在的 S-1FK2 电机输出扭矩也只有 0.16 Nm - 2.4 Nm；、

    SINAMICS 后续有计划推出 S210 的 AC 三相 400V 版本，届时驱动器的输出功率将扩容到 400W - 7 kW，相应的，未来 S-1FK2 电机的输出能力也将会达到 1.3 Nm - 50 Nm。

     从产品型号命名上看，1FK 代表这是一款低惯量伺服电机。不过，因为还没有拿到详细的产品样本，目前我们还无法了解其具体的性能指标。关于这部分信息，天拓四方会保持持续关注。

     从上面这张图可以明显的看出，S-1FK2 跟以往西门子伺服电机更显着的差别在于，它采用了单电缆连接技术，就是说该款电机与驱动器之间的各类连接，包括动力/抱闸电源和反馈信号都是集成在一根电缆中的，并且在电机侧仅使用了一个可旋转的 DIN 型快插插座。
     关于伺服电机单电缆技术的意义和价值，已经*我在这里重复了。
           记得当时（大约在 2013 年前后），就已经有少数运控玩家（INNOVATORS like Beckhoff & Rockwell Automation）在其伺服产品中使用了单电缆技术；近几年，越来越多运控产品厂商（如：Rexroth、LTI  Motion、B&R、Kollmorgen..）先后成为这项技术的 EARLY ADPOTERS；而现在，我们终于看到西家这头成员也正式加入到单电缆的阵营中了。

    目前我们还无法确定西门子的这个 OCC（One-Cable Connection）采用的是Hiperface-DSL 还是 HMC-6 抑或是其他（猜测 HMC-6 的可能性很大），但不管怎样，我想大家应该很清楚这意味着什么了吧 - 单电缆将会很快成为设备运控系统中的一项主流技术（MAJORITY）。 


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    一、西门子PLC编程语言

    PLC的编程语言包括以下五种：梯形图语言（LD）、指令表语言（IL）、功能模块图语言（FBD）、顺序功能流程图语言（SFC）及结构化文本语言（ST）。不同型号的PLC编程软件对以上五种编程语言的支持种类是不同的，早期的PLC仅仅支持梯形图编程语言和指令表编程语言。目前的PLC对梯形图（LD）、指令表（STL）、功能模块图（FBD）编程语言都以支持。比如，SIMATIC STEP7 MicroWIN V3.2。

    （1）梯形图


    在西门子PLC实际编程使用情况中中，梯形图语言是PLC程序设计中较常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

    梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。

    （2）指令表


    松下PLC编程

    指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。

    指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。

    （3）功能模块图语言（FBD）


    功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。

    功能模块图编程语言的特点：功能模块图程序设计语言的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；功能模块是用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程；对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。

    （4） 顺序功能流程图语言（SFC）


    顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。

    顺序功能流程图编程语言的特点：以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解；避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷，同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷；用户程序扫描时间也大大缩短。

    （5）结构化文本语言（ST）


    结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。

    结构化文本编程语言采用计算机的描述方式来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。大多数PLC制造商采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

    结构化文本编程语言的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧，对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。

    在PLC控制系统设计中，要求设计人员不但对PLC的硬件性能了解外，也要了解PLC对编程语言支持的种类。

    二、西门子PLC指令表功能汇总


    指令（ 英文全称意思 ) ：指令含义

    1、LD ( Load 装载 ) ：动合触点

    2、LDN ( Load Not 不装载 ) : 动断触点

    3、A ( And 与 动合) : 用于动合触点串联

    4、AN ( And Not 与 动断 ) ：用于动断触点串联

    5、O ( Or 或 动合 ) ：用于动合触点并联

    6、ON ( Or Not 或 动断 ) : 用于动断触点并联

    7、= ( Out 输出 ) ： 用于线圈输出

    8、OLD ( Or Lode): 块或

    9、ALD ( And Lode): 块与

    10、LPS ( Logic Push ) :逻辑入栈

    11、LRD ( Logic Read ) :逻辑读栈

    12、LPP ( Logic Pop ) :逻辑出栈

    13、NOT ( not 并非 ) ：非

    14、NOP ( No Operation Performed ) : 无操作

    15、AENO ( And ENO ) :指令盒输出端ENO相与

    16、S ( Set 放置 ) : 置1

    17、R ( Reset 重置，清零 ) ：清零

    18、P ( Positive) ：上升沿

    19、N ( Negative) ：下降沿

    20、TON ( On_Delay Timer ) :接通延时定时器21、TONR ( Retentive On_Delay Timer ) : 有记忆接通延时定时器

    22、TOF ( Off_ Delay Timer ) :断开延时定时器

    23、CTU ( Count Up ) : 增计数器

    24、CTD ( Count Down ) : 减计数器

    25、CTUD ( Count Up/ Count Down ) :增减计数器

    26、ADD ( add 加 ) : 加注意

    //ADD_I (_ I 表示整数)

    ADD_DI( DI表示双字节整数)

    ADD-R (R 表示实数)

    它们都是加运算只是数的大小不同。

    27、SUB ( Subtract 减去，减少) ：减

    28、MUL ( Multiply ) : 乘

    29、DIV ( Divide ) : 除

    30、SQRT ( Square root ) : 求平方根

    31、LN ( Napierian Logarithm 自然对数 ) : 求自然对数

    32、EXP ( Exponential 指数的 ) ： 求指数

    33、INC_B ( Increment 增加 ) ： 增1

    //其中_B代表数据类型 还有W（字节）、DW双字后面几个都是这样的。34、DEC_B ( Decrement 减少 ) ： 减1

    35、WAND_B ( Word and 与命令 ) :逻辑与

    36、WOR_B ( Word or 或命令) : 逻辑或

    37、WXOR_B ( Word exclusive or 异或命令) :逻辑异或

    38、INV_B ( Inverse 相反 ) : 取反

    39、MOV _B ( Move 移动 ) ： 数据传送

    40、BLKMOV_B ( Block Move 块移动) ：数据块传送

    41、SWAP ( Swap 交换 ) ： 字节交换

    42、FILL ( Fill 填充 ) ： 字填充

    43、ROL_B ( Rotate Left 循环 向左) ：循环左移位

    44、ROR_B ( Rotate Right 循环 向右) : 循环右移位

    45、SHL_B ( Shift Right 移动向左) ：左移动

    46、SHR_B ( Shift Right 移动向右 ) ： 右移动

    47、SHRB ( Shift buffer 移动缓存) ：寄存器移位

    48、STOP ( Stop 停止 ) ： 暂停

    49、END /MEND ( End /Mend ) : 条件/无条件结束

    50、WDR ( Watch dog reset ) ： 复位

    51、JMP ( Jump 跳) :跳转

    52、LBL ( Label 位置 ) ： 跳转标号

    53、FOR ( For 循环 ) ： 循环

    54、NEXT ( Next 再下去) ：循环结束

    55、SBR ( Subprogram Regulating子程序控制 ) : 子程序调用

    56、SBR_T ( Subprogram Regulating Take ) : 带参数子程序调用

    57、SCR ( Sequence Control 顺序控制 ) : 步开始

    58、SCRT ( Sequence Control Transfer 顺序控制转移 ) : 步转移

    59、SCRE ( Sequence Control End 顺序控制结束 ) : 步结束

    60、AD_T_TBL ( Add data to table 添加数据到表格中) ： 填数据表

    61、FIFO ( First in First out 先出 ) ： 先出

    62、LIFO ( Last in First out 后进先出 ) ：后进先出

    63、TBL_FIND ( Table Find 表格查找 ) ： 表查找

    64、BCD_I ( Binary Coded Decimal _I 二进制编码的十进制 ) ：BCD 码转整数

    65、I_BCD ( I_ Binary Coded DecimaL ) :整数转BCD码

    66、B_I ( Bit to int ) ：字节转整数

    67、I_B ( int to bit ) ：整数转字节

    68、DI_I ( Double int to int ) :双整数转整数

    69、I_DI ( int to double int ) :整数转双整数

    70、ROUND ( Round 取整 ) : 实数转双整数

    71、TRUNC ( Trunc 截取 ) ：转换32位实数整数部分（舍去小数取整）

    72、DI_I (double int to int ) :双整数转实数

    73、ENCO ( Encode 编码) ： 编码

    74、DECO ( Decode 译码) :译码

    75、SEG ( Segment decoder分断译码器 ) : 七段显示译码器

    76、ATH ( ASCII码 turn hex ) : ASCII码转16进制

    77、HTA ( Hexadecimal to ascii) : 16进制转ASCII码

    78、ITA ( // int to ascii) : 整数转ASCII码

    79、DTA ( // double int to ascii ) : 双整转ASCII码

    80、RTA ( // real to ascii) : 实数转ASCII码

    81、ATCH (//attach ) : 中断连接

    82、DTCH ( Depatch ) : 中断分离

    83、HDEF ( High speed counter definition ) : 高速计数器定义

    84、HSC ( High Speed Counter 高速计数器 ) ：启动高速计数器

    85、PLS ( Pulse 脉冲 ) ：脉冲输出

    86、READ_ RTC ( Read real time clock 读实时时钟 ) :读实时时钟

    87、SET_RTC ( Set real time clock ) : 写实时时钟

    88、XMT ( Transmitter ) : 自由发送

    89、RCV ( Receive 接收 ) : 自由接收

    90、NETR ( Net read 网络读 ) : 网络读

    91、NETW ( Net write 网络写 ) : 网络写

    92、GET_ADDR ( Get address 获取地址 ) : 获取口地址

    93、SET_ADDR ( Set address 设置地址 ) : 设定口地址

    94、PID ( Proportional Integral Differential 比例、积分、微分 ) :比例积分微分调节器。




    为什么说信息模型是工业数字化转型的一个关键基础？又为什么在国内讨论工业数字化转型很少有人提及信息模型呢？这是本文着重探讨的两个问题。
    信息模型的基本概念
    为了弄清信息模型的概念、含义和应用，上网搜索了很长时间，也没有发现真正把信息模型的概念阐述得清楚的资料，倒是上海工业自动化仪表研究院的原总工范铠，在十多年前为中国自动化学会仪表装置专委会举办的一次学术会议写的论文《企业自动化信息模型》中，用了一定篇幅讨论了信息模型的概念，我以为是把问题讲明白了。可惜这篇论文一直没有正式在专业媒体上发表过。在写这篇文章中我采用了他的见解和基本描述。
    曾有人对模型下过一个广义的定义：模型是为一定目的对部分现实世界而做的抽象简化描述。用数学方程描述的是数学模型，用一组抽象信息描述事物就是信息模型。这里，事物包括现实世界的客观对象，也包括对客观主体的行为建立信息模型。例如乐谱、拳谱都是客观主体的行为，也可以视为信息模型，由此可见信息模型自古就存在，只是现在显得更为重要了，因为信息模型为信息的交换和数据的交换提供了有效率的基础。为此需要一个更严密的定义。
    并非对事物的任意描述都可以是信息模型。鉴于模型含有规范、**的意思，所以定义：信息模型是用一组简化的信息，按一定规则对事物所做的抽象描述。这个定义有三个要点，即1）描述的方式是“信息”；2）按一定规则进行描述；3）所做的描述必须是“抽象”的。对同一个事物可以有多种不同的方式或规则建立信息模型，也就是说建立信息模型的方法存在一定的任意性，但我们追求的是用普遍接受的方法，也就是符合标准的方法来建立信息模型，否则达不到通过建立信息模型来有效交换信息和数据、实现可互操作的目标。同时我们还应该注意到，用于描述事物的信息量越大，这个事物就会被描述得越细致越真实；但采用了不当信息，或者信息过多却未被利用，那么这些无用信息只能被视为“噪声”。
    在自动化领域中建立的模型至少要满足能观性和能控性。从能观性讲，建模规则所涉及到的属性必须是可以获得的；从能控性讲，建模所用到的规则、属性必须是有限的，与应用水平相当。由于信息的采集、储存、传输和处理都要占用资源，过量的信息将会导致资源的浪费，甚至导致系统的失败。一般而言按一定规则来描述信息模型，意味着信息模型是面向某种集合、某种分类法的，例如OPCUA的信息模型和它的配套信息模型，流程自动化设备的信息模型PA-DIM，等等。
    信息模型之所以成为自动化领域的研究重点，是因为离开了信息模型和数学模型，计算机无法对信息模型所表达的对象进行处理，网络也难以有效的发挥作用。特别是2015年德国提出工业4.0的远景规划以及近些年来出现的工业互联网大热以后，一些在**几年开发的有关自动化信息模型的标准开始有了用武之地。过去多年来积累了许多成熟的经济的技术和产品，例如众多的自动化仪表、伺服电机及其驱动系统、PLC及其内装的应用程序等等，都有可能在更大更广泛的系统中作为一个部件（基本单元）来处理。如果我们希望随着信息技术的发展能够充分利用它们与IT领域交互，能够让由信息、物理实体融合构成的CPS真正发挥作用，就必须为所有工业技术和产品建立信息模型，否则谈什么数字化转型、数字孪生体纯粹就是空谈，根本无法落地生根。
    由于制造过程的复杂性，统一的信息模型还难以实现，因此制造过程的信息模型是分层次的。层是制造对象、制造工具的描述模型，例如：机械制图、电路图、以及自动化装备的描述语言EDDL、FDT、FDI、OPC UA等。还有ISO、IEC正在构建的LoPs（ Lists of properties ）。针对不同领域有许多LoPs标准，在过程自动化领域是IEC 61987。*二层是制造机器或过程的操作描述语言，例如：IEC 61804 FB、IEC 61499 FB、IEC 61131-3，以及各种操作数控机床、机器人等**模型工具。*三层是制造车间流程的管理和调度模型。例如：各种生产线、AGV车操作和调度，以及各部分同步协调的模型和语言。
    另外，信息模型不仅仅是对生产对象的描述，更关键的是要在工程化的实施中转换为可执行的行为。从这个角度看，信息模型是对系统进行工程化组态的关键，原因在于：信息模型的数据表述形式可用图形化加以表达和配置，比如PLC/Matlab的功能块，SCADA/PLC的组态界面；而且信息模型的数据格式可被PLC Runtime里的软件加载并解析，从而将用户的工程配置，转化为具体的机器指令。
    从工业4.0基本单元资产管理壳的视角看信息模型
    工业4.0基本单元（Industry4.0 Components）是描述信息物理系统CPS详细特性的模型。CPS是一种在生产环境中的真实物理对象，通过与其虚拟对象和过程进行联网通信的系统。在生产环境中，从生产系统和机械装备到装备中的各类模块，只要满足了上述这些特性，不管是硬件基本单元还是软件基本单元，不管是具有智能特性的还是没有智能特性，都具备和符合工业4.0要求的能力。
    成为工业4.0基本单元有2个先决条件：1）它必须在整个生命周期内采集所有相关数据，存放在有该基本单元所承载的具有信息安全的电子容器内，并由它把这些数据提供给企业参与价值链的过程。在工业4.0基本单元的模型中，这个电子容器称之为“资产管理壳”，简称管理壳。2）基本单元的物理对象必须具有通信能力，以及相应的数据和功能。这样，在生产环境中的硬件单元和软件单元之间都能进行符合工业4.0要求的通信。
    资产构成工业4.0基本单元（物理的/非物理的）的实体部分，管理壳构成工业4.0基本单元的虚拟部分，工业4.0的通信将各种基本单元加以连接。实际上管理壳是连接工业4.0与资产的接口，是存放资产的所有数据与信息的存贮器，它同时还是作为工业4.0标准化的通信网络的接口，它具有把无源的资产（如软件、文档）集成到工业4.0的网络的能力，它还能够用来把现有的设备升级迁移至工业4.0的大环境中。
    对资产管理壳结构的要求是：1）必须满足所有的工业类型：制造工业、流程工业和混合（同时存在制造和流程）生产；2）价值链涵盖物流、采购、生产、产品回收处理和服务；3）增值网络包括合作伙伴和包罗万象的参与者；4）信息安全（按可信性、完整性、可用性要求）；5）在RAMI4.0 Layer维度服务于各个层级；6）在RAMI4.0的IEC2890维度运用于要求、概念、设计、调试、运行、升级；7）在RAMI4.0的Hierarchy Layers维度服务于所定义的层级跨度。
    资产管理壳实际上是按一定规则构成的元信息模型（见图1）。它由标识部分、若干子模型（信息模型）构成。而子模型又包括其标识、技术数据、运行数据和文档等部分。例如“能效”子模型就有节能模型、累计的节能数量、潜在的节能百分比等。为了将资产完整地融入IT的领域，工业4.0的解决方案要求构成资产的方方面面都要加以连接，其中包括机械设备及其部件，所供应的材料、零件配件和产品，各种技术文档如图纸、接线图，合同，订单等。
    之所以在**层设计中要专门严密设计资产管理壳作为关键的基础环节，基于以下因素：资产管理壳是工业4.0对应其物理实体的数字孪生体的实现；它赋予OT设备具有跨公司的互操作性；不论是智能产品还是非智能产品，都可以利用资产管理壳；它覆盖了产品、设备、机械装置及其配套设备的全生命周期；它还赋予价值链集成的能力；同时还是自主系统和人工智能AI的数字基础。

    图1  资产管理壳元信息模型的结构

    为了推广信息模型的应用，德国已经在着手开发信息模型运用服务的软件包，例如菲尼克斯公司下属的软件公司（即以原来以基于IEC 61131-3的PLC工程平台MultiProg称著的KW公司为主要班底），就正在开发测试命名为“资产管理壳软件包的探索者”AASX Package Explorer。
    图2是今年德国工业4.0路线图发布的一张系统图，阐述具有资产管理壳的工业4.0基本单元（I4.0-Component with AAS）是实现跨公司OT设备的互操作性基础。由不同的公司制造的OT设备，只要相应建立一个符合工业4.0要求的资产管理壳，将在其全生命周期的各个阶段都可以通过基础架构服务（IaaS）、平台架构服务（PaaS）和软件服务（SaaS）形成跨公司设备的互操作性能力。

    图2  工业4.0实现跨公司OT设备互操作性的方法

    综上所述可见，资产管理壳是能够全面涵盖生产系统、机械装备、构成生产系统和机械装备到的各类部件和模块的的信息容器，这些信息需要反映从设计、制造、运行等各个阶段的技术数据和状态，还需要通过网络化的手段与系统中的其它管理壳形成互操作。这样一种复杂的跨时间、跨地域、跨行业、跨专业的综合模型，除了采用由多个子信息模型构成的元信息模型，目前没有其它更加合适的建模方法。
    从OPC UA的视角看信息模型
    OPC UA的架构由三部分组成（见图3）：底层是有关通信的部分，具体采用哪种通信协议不受限制，每一种具体用例都是所选用通信协议的映射，可以是有线的，也可以是无线的；目前用的较多的是以太网。中间部分是OPC UA的元信息模型和对此信息模型的存取。较上部分是供应商**的扩展，也就是配套的信息模型，如机器人配套信息模型、CNC数控机床的配套信息模型、风电机械的配套信息模型，等等。 

    图3  OPC UA的架构

    OPC UA是一个为实现工业互操作性的框架，其数据模型基于提供具有句法定义的信息，并且可以以任意的通信方法（包括各种现代的工业协议、以太网、移动通信和无线通信）进行通信。设备和机械制造商用面向对象的信息描述他们的系统，也定义与IT安全地集成的存取权。像机械制造厂商这样的数据提供者可以保有对其数据的控制，并以有目标和可控的方式来分发数据。他们不但是大数据的参与者，而且还可以通过对他们数据的分析达到提高效率和性能的目的，从而产生更大的制造和生产利益。OPC UA的目标是通过建立一种可在整个自动化系统中使用的公共的信息模型的建模方法，达到无缝互操作性的实现。数字化的的实际关键在于数据的含义和描述，OPC UA为信息模型的建立提供一种框架和标准。现在的实际情况是每个设备和机械的制造商实际上也都提供信息模型，数据和接口也是可以使用的。但是如果不同的制造商生产相同的产品，由于没有遵从标准，这些接口和数据就不可能有互操作性。反过来，如果他们在协商一致的基础上制定标准信息模型，那么就能提供同样的数据和服务。将这些设备集成起来不仅更方便，甚至可以做到即插即用的解决方案。
    这就是OPC基金会及其伙伴一起来联合创建标准的信息模型（配套的规范）的目标。表1是若干配套信息模型规范的一览表。
    个**OPC UA机器视觉配套规范AutoID的开发，较早是由VDME提出，近年来发展成为由多国有关机器视觉标准的机构进行国际紧密协作的产物，这些机构包括美国的自动化成像协会AIA、中国机器视觉产业联盟CMVU、欧洲的机器视觉协会EMVA和德国的机械设备制造商联合会VDME，以及日本的工业成像协会JIIA。像这样一种联合开发OPC UA配套规范的方法可以大大减少在机器视觉信息模型的重叠，在国际上形成协调一致的配套规范，从而达到在世界范围内大大降低实现真正互操作性的壁垒，使较终用户和供应商都能从中获得利益。
    可以肯定地说智能设备和装置应该同时支持多个配套的信息模型，例如智能型注塑机除了支持专门的注塑机的功能性信息模型，还要支持能源数据的信息模型，支持与MES系统接口的信息模型。如果PLC中装载了某种机械装置能充分理解的信息模型，同时用标准化的数据和通过标准化的软件接口直接而快速地与外界（HMI、MES等等）沟通，这将大大减少工程量。可以预见，今后类似这些行业**的信息模型和多种行业都可通用的信息模型都能开发出来，其重要性和可用性将会迅速增长。这对于智能制造和实现工业4.0都具有重大意义。
    还有一个跨领域的信息模型问题。有的细分行业例如自动识别AutoID行业，其产品的应用面涵盖很大的范围，从石油气行业、流程工业到离散制造业，机器人等都会用到自动识别的产品，于是AutoID行业所建立的信息模型是不是都能够在其它行业领域应用，就演变成为如何建立跨领域的信息模型。还有像资产管理、能源管理、固件升级等等都是跨行业跨领域的应用。为了解决这一类跨领域的信息模型的复杂建模，在OPC基金会内部建立了一个跨领域协调组。可能采取的方法是为了实现互操作性，先审查各相关规范之间存在的的相似点，以尽可能地使重叠的部分较小化。然后考虑将涉及全局的数据转移到较高层级的可供通常运用的数据仓库。这样的目的是防止每一个配套信息模型工作组自行定义具有相同应用的数据类型。这个跨领域协调组的工作正在开展，能否见效还是一个挑战，有待于在未来的实践中检验。
    在一个工业信息物理系统CPS中，物理过程和信息过程相互对应又相互作用。这两类事物具有异构特性，为了彼此整合就需要一个合适的中间环节，选择信息模型作为这个环节实现互操作性，既符合逻辑推理，又有实证支持。同时，信息模型有很多子领域分支，比如PLCOpen其实是一种主要用于描述控制逻辑编程的领域模型；Automation用于描述制造工艺流程布局、几何结构、机械运动学和运动规划，也就是对生产系统描述建模的领域模型；FDI用于描述现场总线协议解析相关的模型。这些子领域模型彼此割裂，需要有一种能将它们集成，并拼接在一起的模型，这也是运用OPC UA的信息模型方法，采用分层次的手段，解决为复杂对象建立信息模型的一种有效途径。

    表1  若干OPC UA配套信息模型规范一览表


    信息模型是工业企业实现数字化转型的基础
    在网络化的生产中所有的生产环节和参与者，从设计、制造、集成到使用运营各个阶段，一直处在一种动态的开放生态系统之中，这种在分布式结构中进行大规模复杂的协同，其基础就是需要实现相互之间无缝地交换信息和知识，或者说只有实现互操作才能达到高效率地交换信息和知识。在现代的生产制造大环境中，构建大规模的分工和协同体系其*的条件是产品的模块化和标准化，确保各生产环节的顺畅运转是体现产品模块化和标准化的属性——互操作性。而真正实现互操作性的前提是按标准化的方式建立各相关环节符合标准的信息模型。
    由此我们可以得出以下判断：随着工业企业数字化转型的启动和开展，应该充分认识信息模型是工业企业实现数字化转型的基础环节，给予足够的重视。
    不过，如果对国内的相关情况进行了解和分析，你会发现在热议数字孪生的时候人们只谈机理模型和数据模型，无论是学术界还是工业界对信息模型是何物，有什么用处，更不要说在哪里用，似乎没有提到日程上来，使人感觉在工业发达国家讨论并积极开发信息模型这个工业数字化转型的热点，在国内却被打入冷宫，弃之不用或弃之不提。国内主导建模的学术界主要关注机理建模和数据建模，不关注信息模型的建立；而企业建模以解决具体问题为主，基本不会对事关企业生产系统的一揽子建模解决方案的**层设计投入精力。其实，在机理建模和数据建模之外，还有功能性/组合建模（functional/compositional modeling），信息模型就属于这一类建模。其实，从一定的意义上讲，机理模型和数据模型的获取和部署都有赖于信息模型，信息模型借助“量纲”的作用，如果数据没有量纲，这些数据的使用范围受到很大限制。

    显然，个别的信息模型没有应用价值，而系统的、事关全局的信息模型的**层设计和实施需要**主管部门引导，行业协会、标准化组织建立规则和规范，但是这些似乎并没有引起足够的重视，更遑论提到他们的议事日程。由此可见，国内目前好像还没有开发信息模型的土壤和动机，还处于懵懵然的状态。与德国、美国对信息模型所投入的精力和所取得的进展相比较，就知道人家贯彻工业数字化转型是以实就实，尽管要真正获得广泛应用也许还要许多年以后，但是事关**大计至少是几十年大计的问题，就必须从现在做起，依靠积累和渐进方可达成。

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