Beckhoff

Beckhoff — немецкая компания, специализирующаяся на разработке и производстве систем промышленной автоматизации на основе технологий ПК (PC-based automation). Основана в 1980 году Хансом Бекхоффом (Hans Beckhoff) в городе Ферль, земля Северный Рейн-Вестфалия. Основные направления деятельности включают создание программируемых логических контроллеров (ПЛК), систем ввода-вывода, сервоприводов, промышленных ПК, а также программного обеспечения для автоматизации, в первую очередь среды TwinCAT (The Windows Control and Automation Technology). Компания известна как один из пионеров внедрения шины EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology), которая стала открытым стандартом и широко применяется в промышленности.

История

Компания была основана Хансом Бекхоффом как инженерное бюро, занимавшееся разработкой электронных устройств для автоматизации. В 1980-е годы фирма выпускала первые контроллеры на базе микропроцессоров Intel 8085 и 8086. В 1986 году был представлен первый ПЛК с возможностью программирования на языке высокого уровня, что отличало его от конкурентов, использовавших специализированные языки релейной логики.

В 1990-е годы Beckhoff одной из первых перешла к архитектуре «управление на основе ПК», отказавшись от традиционных проприетарных шин в пользу открытых стандартов. В 1996 году была выпущена первая версия программной среды TwinCAT, которая позволяла превратить обычный промышленный компьютер в мощный ПЛК. В 2003 году компания представила протокол EtherCAT, который впоследствии был стандартизирован как IEC 61158 и IEC 61784. EtherCAT стал ключевой технологией Beckhoff, обеспечившей высокую скорость передачи данных и детерминированность в реальном времени.

В 2010-е годы компания расширила линейку продуктов, включив в неё сервоприводы серии AX, промышленные ПК на базе процессоров Intel Core и ARM, а также модули ввода-вывода IP67 для децентрализованной установки. В 2020 году Beckhoff объявила о разработке собственной операционной системы реального времени TwinCAT/BSD, основанной на FreeBSD, что позволило отказаться от лицензирования Windows для некоторых применений.

По состоянию на 2024 год Beckhoff имеет более 40 дочерних компаний и представительств по всему миру, включая офис в Москве (Россия). Штаб-квартира остаётся в Ферле, где расположены производственные мощности и исследовательский центр.

Продукция

Промышленные ПК (IPC)

Компания выпускает широкий спектр промышленных компьютеров — от компактных встраиваемых систем (серия CX) до мощных панельных ПК (серия CP) и серверных стоек (серия C). Все устройства поддерживают операционные системы Windows, TwinCAT/BSD и Linux. Промышленные ПК Beckhoff отличаются высокой степенью интеграции с системой TwinCAT, что позволяет использовать их как контроллеры, визуализационные станции или шлюзы.

Системы ввода-вывода (I/O)

Beckhoff производит модульные системы ввода-вывода, которые подключаются по шине EtherCAT. Основные серии:

• EtherCAT Box (IP67) — децентрализованные модули для установки непосредственно на оборудовании.
• EtherCAT Terminal (IP20) — модули для монтажа в шкафу управления.
• EtherCAT Coupler — устройства для сопряжения с другими шинами (PROFIBUS, CANopen, Modbus).

Модули поддерживают все стандартные типы сигналов: дискретные, аналоговые, температурные, счётчики, энкодеры, а также специализированные интерфейсы (SSI, EnDat, BiSS).

Сервоприводы и приводная техника

Линейка сервоприводов AX включает сервопреобразователи и серводвигатели (синхронные, линейные, моментные). Приводы поддерживают позиционирование, синхронизацию по EtherCAT, а также функции безопасности (Safe Torque Off, Safe Stop). В 2022 году была представлена серия AX8000 с модульной конструкцией и встроенным контроллером движения.

Программное обеспечение TwinCAT

TwinCAT — это среда разработки и исполнения для автоматизации, которая превращает любой ПК в ПЛК с возможностями управления движением, визуализации, сбора данных и связи. Основные компоненты:

• TwinCAT PLC — программирование на языках МЭК 61131-3 (ST, LD, FBD, SFC, IL).
• TwinCAT NC PTP — управление движением (позиционирование, интерполяция).
• TwinCAT CNC — числовое программное управление для станков.
• TwinCAT HMI — веб-интерфейс для визуализации.
• TwinCAT Analytics — сбор и анализ данных.

TwinCAT поддерживает работу в реальном времени на Windows, а также на TwinCAT/BSD — специализированной операционной системе на базе FreeBSD, не требующей лицензирования.

EtherCAT — технология реального времени

EtherCAT — это протокол промышленного Ethernet, разработанный Beckhoff в 2003 году. Он обеспечивает время цикла до 100 мкс и джиттер менее 1 мкс. Протокол работает по принципу «проходного» (on-the-fly) чтения/записи данных, что минимизирует задержки. EtherCAT является открытым стандартом, управляемым организацией EtherCAT Technology Group (ETG), в которую входят более 7000 компаний-участников. Протокол широко применяется в станкостроении, робототехнике, упаковочном оборудовании и других отраслях.

Применение

Продукция Beckhoff используется в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение — станки с ЧПУ, роботизированные комплексы, упаковочные линии.
• Энергетика — системы управления ветрогенераторами, солнечными электростанциями, трансформаторными подстанциями.
• Автомобильная промышленность — сборочные конвейеры, испытательные стенды.
• Пищевая и фармацевтическая промышленность — системы дозирования, упаковки, стерилизации.
• Здания и инфраструктура — системы автоматизации зданий (BMS), управление лифтами, климат-контроль.
• Логистика — сортировочные центры, конвейерные системы, складские роботы.

В России продукция Beckhoff применяется, в частности, на предприятиях «Газпрома», «Росатома», «Сибур Холдинга» и других крупных компаний. Однако с 2022 года, в связи с санкционными ограничениями, поставки оборудования в Россию были существенно затруднены, что привело к росту интереса к альтернативным решениям отечественных производителей (например, «Коникс», «Элвис-Неотек»).

Критика и ограничения

Основные претензии к продукции Beckhoff связаны с высокой стоимостью оборудования и лицензий на программное обеспечение, особенно в сравнении с решениями на базе открытых платформ (например, LinuxCNC). Кроме того, зависимость от Windows для работы TwinCAT (до появления TwinCAT/BSD) вызывала опасения по поводу стабильности и безопасности в критических приложениях. Некоторые пользователи отмечают сложность настройки системы для новичков из-за большого количества параметров и отсутствия простых «мастеров».

В 2022 году, после введения санкций ЕС против России, Beckhoff объявила о приостановке поставок и технической поддержки для российских заказчиков, что привело к проблемам для предприятий, использующих её оборудование. В ответ на это российские компании начали активнее внедрять аналоги, такие как ПЛК на базе отечественных процессоров «Эльбрус» или «Байкал», а также программные среды на основе Linux.

Интересные факты

• Название компании происходит от фамилии основателя, Ханса Бекхоффа, который до сих пор (2024 год) является генеральным директором.
• Протокол EtherCAT был разработан за 3 года (2000–2003) и изначально предназначался для внутреннего использования, но затем был открыт для сообщества.
• TwinCAT получил своё название от аббревиатуры The Windows Control and Automation Technology, но с 2020 года поддерживает и другие операционные системы.
• В 2023 году Beckhoff представила первый в мире ПЛК на базе процессора Intel Core i9 с 24 ядрами, способный обрабатывать до 1000 осей управления.

Источники

• Официальный сайт Beckhoff Automation (www.beckhoff.com)
• «EtherCAT — the Ethernet Fieldbus» — техническая документация, EtherCAT Technology Group, 2003.
• IEC 61158-3:2014 — стандарт на протоколы промышленных сетей.
• «Industrial Automation: Technologies and Applications» — учебное пособие, 2020.
• Материалы конференции «Automation 2023» (Москва), доклады о применении Beckhoff в России.