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格拉尼granistudio-gs軟件平臺(tái)與TwinCat對(duì)比分析, 各適合哪些場景使用

蘇州格拉尼 ? 來源:jf_84050716 ? 作者:jf_84050716 ? 2025-07-14 09:39 ? 次閱讀
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TWinCat(The Windows Control and Automation Technology)是德國倍福(Beckhoff)開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化軟件平臺(tái),基于 Windows 系統(tǒng)并通過實(shí)時(shí)擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)控制,核心功能包括:

PLC 編程與邏輯控制:支持 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)語言(LD/FBD/ST),兼容 PLCopen 運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范,適用于復(fù)雜邏輯開發(fā)(如汽車焊裝線多工位協(xié)同)。

高精度運(yùn)動(dòng)控制:支持 64 軸同步控制、電子凸輪、螺旋插補(bǔ)等,定位精度達(dá) ±0.001mm,適配半導(dǎo)體晶圓搬運(yùn)、鋰電極片切割等高速高精場景。

機(jī)器視覺集成:通過 TWinCat Vision 接口對(duì)接第三方視覺系統(tǒng)(如 Halcon、Basler 相機(jī)),實(shí)現(xiàn)視覺 - 運(yùn)動(dòng)閉環(huán)控制(如 3C 產(chǎn)品貼合糾偏)。

工業(yè)通信物聯(lián)網(wǎng):支持 EtherCAT、OPC UA、MQTT 等協(xié)議,可與云端平臺(tái)(如 AWS IoT)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維。

GraniStudio是集數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺、HMI 等功能于一體的工業(yè)級(jí)工控軟件開發(fā)平臺(tái)。集設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試、 運(yùn)行于一體,是一款類似 Labview軟件,且側(cè)重于自動(dòng)化設(shè)備工控軟件開發(fā)的軟件平臺(tái),核心功能包括:

運(yùn)動(dòng)控制功能:軸復(fù)位、IO讀寫控制、點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、兩軸插補(bǔ)、三軸插補(bǔ)、軸狀態(tài)讀取等算子和配套的控件,幫助用戶快速實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng) 目,讓運(yùn)動(dòng)控制軟件實(shí)現(xiàn)更簡單更高效。工具通過海量項(xiàng)目驗(yàn)證,具有高精度、高速度、高實(shí)時(shí)性和高可靠性??蓪?shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)控制模式、事件-響應(yīng)處理機(jī)制、高性能并行處理、順序結(jié)構(gòu)、隊(duì)列消息模式、主從模式編程。

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HMI功能:人機(jī)交互設(shè)計(jì)器提供了數(shù)百個(gè)簡單易用的精美控件,包括按鈕、標(biāo)簽、文本框、選擇框、圖片框、文件對(duì)話框、儀器儀表、 報(bào)表、圖表、表格、運(yùn)動(dòng)控制控件、機(jī)器視覺控件等,可滿足數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)仿真等各種工業(yè)場景的軟件開發(fā)要求。

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數(shù)據(jù)采集功能:模擬量采集卡工具、OPC讀寫工具、PLC讀寫工具等,可直接連接傳感器和現(xiàn)場設(shè)備采集數(shù)據(jù),能實(shí)時(shí)測(cè)量溫度、壓力、 流量、電壓、液位等物理或化學(xué)參數(shù)。支持多種通訊協(xié)議,如Modbus、MC等,保證與不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)兼容??赏瓿蓪?shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與歷史數(shù)據(jù)分析,報(bào)警與事件管理,自動(dòng)化控制與遠(yuǎn)程操作,優(yōu)化與調(diào)度等工作。

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邏輯控制功能:條件分支、多分支、循環(huán)工具、并行流程工具、延時(shí)工具等邏輯算子,支持多層嵌套,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯流程控制,能夠滿足 廣泛的檢測(cè)項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)控制等工控要求。思維導(dǎo)圖式的圖形化編程界面,讓流程理解更直觀更簡單。

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多硬件支持功能:GraniStudio統(tǒng)一了多種工控協(xié)議,包括OPC、MQTT、MC、S7、ModBus、串口、Socket、Can等20多種協(xié)議,支持西門子、 三菱、匯川等數(shù)十個(gè)品牌PLC;支持多家運(yùn)動(dòng)控制板卡,如格拉尼、固高、正運(yùn)動(dòng)、樂創(chuàng)、凌華等;支持各種主流程相機(jī)、光源。

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視覺定位功能:通過GS提供的便利的標(biāo)定工具,將結(jié)果從圖像轉(zhuǎn)換到機(jī)械坐標(biāo)和世界坐標(biāo),結(jié)合灰度匹配或輪廓匹配工具,來獲取產(chǎn) 品的位置、角度和比例等數(shù)據(jù)。算法具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,即使目標(biāo)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放、部分遮擋或光纖有非線性變化,仍能完美匹配,并可得到亞像素級(jí)別的定位精度。

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視覺識(shí)別功能:可以讀取多種格式的一維碼、二維碼、識(shí)別OCR和OCV字符讀取、檢測(cè)和顏色匹配,可適應(yīng)復(fù)雜背景、低對(duì)比度等應(yīng)用場 景,支持產(chǎn)品識(shí)別計(jì)數(shù)等功能。

四邊形、多邊形等幾何元素。通過深度學(xué)習(xí)、圖像對(duì)比、輪廓對(duì)比 等算。

1234567890123456789000048 (二維碼自動(dòng)識(shí)別)

視覺檢測(cè)功能:可快速準(zhǔn)確檢測(cè)頂點(diǎn)、交點(diǎn)、直線、輪廓邊緣、圓、橢圓、四邊形、多邊形等幾何元素。通過深度學(xué)習(xí)、圖像對(duì)比、輪廓對(duì)比等算法,準(zhǔn)確識(shí)別工件形狀、輪廓、尺寸、表面瑕疵等缺陷。

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視覺測(cè)量功能:通過豐富的測(cè)量工具,精準(zhǔn)獲取工件的尺寸、形狀等參數(shù),高精度高效率測(cè)量兩點(diǎn)、點(diǎn)線、點(diǎn)圓、兩線、線圓、兩圓之間的 位置關(guān)系。

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這兩者雖然都用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,但它們的核心定位、目標(biāo)用戶和解決的問題有本質(zhì)區(qū)別,更像是互補(bǔ)而非直接競爭的關(guān)系。

對(duì)比維度 Grani Studio 零代碼開發(fā)平臺(tái) TwinCAT (Beckhoff)
核心定位 基于思維導(dǎo)圖的零代碼工控應(yīng)用開發(fā)軟件平臺(tái)(零代碼/低代碼 + 數(shù)據(jù)采集 + 運(yùn)動(dòng)控制 + 機(jī)器視覺 + HMI) 工業(yè)自動(dòng)化控制平臺(tái) (PLC + 運(yùn)動(dòng)控制 + HMI + IoT)
主要目標(biāo) 快速構(gòu)建、部署和運(yùn)維工業(yè)應(yīng)用 (如 運(yùn)控編程、視覺應(yīng)用、MES、SCADA、IoT 看板、設(shè)備管理系統(tǒng)) 實(shí)現(xiàn)高精度、高實(shí)時(shí)性的設(shè)備控制與自動(dòng)化邏輯 (PLC 編程)
核心技術(shù) 零代碼/低代碼可視化開發(fā)、數(shù)據(jù)建模、工作流引擎、可視化工具、API 集成 IEC 61131-3 PLC 編程 (LD, FBD, ST, SFC 等)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、EtherCAT 總線技術(shù)、HMI 開發(fā)
目標(biāo)用戶 程序員、OT 工程師、IT 工程師、業(yè)務(wù)專家、運(yùn)維人員 (無需深厚編程基礎(chǔ)) 專業(yè)的 PLC 程序員、控制工程師、自動(dòng)化專家 (需要編程技能)
開發(fā)方式 拖拽式、配置式、可視化建模 基于標(biāo)準(zhǔn) IEC 61131-3 的文本/圖形化編程
實(shí)時(shí)性 硬實(shí)時(shí)或軟實(shí)時(shí) (適合設(shè)備控制、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺應(yīng)用、監(jiān)控、管理、分析類應(yīng)用) 硬實(shí)時(shí) (μs 級(jí)確定性,適合設(shè)備控制、運(yùn)動(dòng)控制)
主要應(yīng)用場景 設(shè)備邏輯控制、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人集成、高速機(jī)器控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、底層 I/O 控制、視覺定位、視覺測(cè)量、視覺檢測(cè)、深度學(xué)習(xí) 設(shè)備邏輯控制、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人集成、高速機(jī)器控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、底層 I/O 控制
與硬件關(guān)系 硬件無關(guān) (可對(duì)接各種 PLC、傳感器、數(shù)據(jù)庫、API) 緊密綁定 Beckhoff 控制器/IO (也可通過 OPC UA 等與其他設(shè)備通信)
部署方式 工業(yè)PC、嵌入式控制器、本地部署 主要部署在 Beckhoff 工業(yè) PC 或嵌入式控制器上
優(yōu)勢(shì) 開發(fā)速度快、門檻低、易于修改維護(hù)、促進(jìn) OT/IT 協(xié)作、靈活集成、專注于應(yīng)用邏輯、兼容廣泛的工業(yè)通信協(xié)議、廣泛集成各種硬件、可靠性高 極高的實(shí)時(shí)性和確定性、強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制能力、成熟的 PLC 編程生態(tài)、硬件集成度高、可靠性強(qiáng)
劣勢(shì) 圖形化開發(fā)處理復(fù)雜底層邏輯開發(fā)模式不夠友好、依賴底層控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù) 學(xué)習(xí)曲線陡峭 (需專業(yè)編程技能)、開發(fā)周期相對(duì)較長、成本較高 (硬件綁定)、上層應(yīng)用開發(fā)效率較低
協(xié)作關(guān)系 通常運(yùn)行在 TwinCAT 等系統(tǒng)之上,利用 PLC 或IO卡采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行上層應(yīng)用開發(fā)和展示。 TwinCAT 負(fù)責(zé)“控制”,Grani Studio 負(fù)責(zé)“管理與應(yīng)用”。 為 Grani Studio 等上層平臺(tái)提供穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的設(shè)備數(shù)據(jù)和執(zhí)行接口。

更形象的理解:

1.TwinCAT 是“設(shè)備的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)”

它直接連接傳感器、執(zhí)行器、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等物理設(shè)備。

它負(fù)責(zé)執(zhí)行毫秒甚至微秒級(jí)的精確控制邏輯(比如讓機(jī)械臂精準(zhǔn)移動(dòng)到某個(gè)位置,控制伺服電機(jī)同步)。

它確保生產(chǎn)過程的安全、可靠和高效運(yùn)行。

它采集最底層的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(溫度、壓力、位置、速度、報(bào)警狀態(tài)等)。

2.Grani Studio 是“工廠的數(shù)字指揮中心智能應(yīng)用工廠”

它從 TwinCAT (以及其他 PLC、數(shù)據(jù)庫、MES、ERP 等) 獲取數(shù)據(jù)。

它底層支持運(yùn)動(dòng)控制板卡、相機(jī)驅(qū)動(dòng)等底層庫,進(jìn)行進(jìn)一步封裝,實(shí)現(xiàn)快速的運(yùn)控等項(xiàng)目開發(fā),在底層運(yùn)控方面可以平替TwinCAT。

它利用這些數(shù)據(jù)快速構(gòu)建各種應(yīng)用:

實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)車間的設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)進(jìn)度(可視化看板)。

運(yùn)控視覺一體化設(shè)備控制軟件。

分析設(shè)備效率(OEE)、能耗、質(zhì)量趨勢(shì)。

管理工單、進(jìn)行質(zhì)量追溯。

創(chuàng)建設(shè)備維護(hù)工單和流程。

生成各種生產(chǎn)報(bào)表。

實(shí)現(xiàn)簡單的自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程(如報(bào)警通知、審批流)。

將數(shù)據(jù)推送給更上層的系統(tǒng)(如 MES, ERP, 云平臺(tái))。

它讓非專業(yè)程序員(設(shè)備工程師、生產(chǎn)主管、IT運(yùn)維)也能參與到這些應(yīng)用的開發(fā)和維護(hù)中,大大提升效率。

總結(jié)與選型建議:

你需要精確、實(shí)時(shí)地控制物理設(shè)備(如電機(jī)、閥門、機(jī)器人)嗎? 你需要處理 μs/ms 級(jí)的確定性任務(wù)嗎?

-> 你需要TwinCAT (或類似的 PLC/控制系統(tǒng))。這是它的核心領(lǐng)域,無可替代。

你需要快速構(gòu)建面向生產(chǎn)管理、設(shè)備運(yùn)維、數(shù)據(jù)可視化和分析的應(yīng)用程序嗎? 你希望業(yè)務(wù)人員也能參與開發(fā)或配置嗎? 你想簡化 OT 和 IT 之間的協(xié)作嗎?

-> Grani Studio (或類似的零代碼/低代碼工業(yè)應(yīng)用平臺(tái)) 是非常合適的選擇。它能極大提升這類應(yīng)用的開發(fā)效率和靈活性。

最常見的情況:兩者結(jié)合使用!

TwinCAT 作為底層控制核心,負(fù)責(zé)設(shè)備級(jí)的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)采集。

Grani Studio 運(yùn)行在 TwinCAT 的上層(可能在同一臺(tái)工業(yè) PC 上,或在服務(wù)器/云端),利用 TwinCAT 提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(通過 ADS, OPC UA 等接口)來構(gòu)建各種監(jiān)控、分析、管理和報(bào)表應(yīng)用。

簡單來說:TwinCAT 解決“怎么做”(控制執(zhí)行),Grani Studio 解決“做什么、怎么看、怎么管”(應(yīng)用構(gòu)建與數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘)。它們分工明確,共同構(gòu)成現(xiàn)代智能工廠的完整技術(shù)棧。

在選擇時(shí),務(wù)必明確你的核心需求是底層設(shè)備控制還是上層應(yīng)用開發(fā)與管理效率。對(duì)于構(gòu)建完整的工業(yè) 4.0 解決方案,兩者通常是協(xié)同工作的關(guān)系,而不是二選一。

除此之外,GS和TWinCat 對(duì)比優(yōu)勢(shì)如下:

優(yōu)勢(shì)1:GS采用思維導(dǎo)圖式編程將編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法邏輯、業(yè)務(wù)流程等程序以圖形化的方式直觀地展示出來,編程的思維過程 和結(jié)果一目了然,幫助技術(shù)人員快速完成項(xiàng)目開發(fā)。大大簡化了程序遷移操作,方便在不同崗位的人員之間共享,提高項(xiàng)目 的溝通效率。而且,思維導(dǎo)圖與大腦的自然思考方式高度契合,自然地適應(yīng)大腦順序和非順序思考。任何人只要有基本的學(xué) 習(xí)能力和邏輯經(jīng)驗(yàn),都能輕松掌握思維導(dǎo)圖的使用技巧,適用于不同編程水平的學(xué)習(xí)者及技術(shù)人員。

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而TWinCat成本門檻高技術(shù)門檻與開發(fā)周期長,需掌握 IEC 61131-3 編程語言(尤其 ST/SCL),復(fù)雜項(xiàng)目(如多軸聯(lián)動(dòng) + 視覺)開發(fā)周期達(dá) 3-6 個(gè)月,依賴資深工程師(培訓(xùn)費(fèi)用約 8000 元 / 人)。

優(yōu)勢(shì)2:GS支持較多品牌硬件,而TWinCat第三方硬件集成需額外開發(fā)驅(qū)動(dòng)(如國產(chǎn)相機(jī)),會(huì)增加項(xiàng)目成本與周期。

優(yōu)勢(shì)3:GS可直接通過圖形化編程實(shí)現(xiàn)視覺檢測(cè)、測(cè)量、定位、識(shí)別等項(xiàng)目應(yīng)用,而TWinCat視覺功能需外部集成,原生不支持視覺算法,需對(duì)接 Halcon/VisionPro 等第三方軟件,集成鏈路復(fù)雜,影響實(shí)時(shí)性。

審核編輯 黃宇

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    在上一篇中,我們對(duì)RoCE、IB的協(xié)議棧層級(jí)進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析,二者本質(zhì)沒有不同,但基于實(shí)際應(yīng)用的考量,RoCE在開放性、成本方面更勝一籌。本文我們將繼續(xù)分析RoCE和IB在擁塞控制、QoS、ECMP三個(gè)關(guān)鍵功能中的性能表現(xiàn)。
    的頭像 發(fā)表于 11-15 14:03 ?1294次閱讀
    RoCE與IB<b class='flag-5'>對(duì)比分析</b>(二):功能應(yīng)用篇

    用網(wǎng)頁端遠(yuǎn)程控制電腦工具對(duì)比

    在遠(yuǎn)程辦公、設(shè)備維護(hù)和技術(shù)支持場景中,遠(yuǎn)程控制工具的選擇至關(guān)重要。本篇將介紹幾款常見的遠(yuǎn)程控制工具進(jìn)行對(duì)比,包括P2link、花生殼、蒲公英、nat123和natapp,幫助用戶了解工具的不同特點(diǎn),從而更好地選擇
    的頭像 發(fā)表于 11-05 11:22 ?962次閱讀

    常用音頻線接口對(duì)比分析

    對(duì)比分析: 一、光纖接口 原理 :利用光信號(hào)進(jìn)行音頻傳輸,采用光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)發(fā)生全反射的原理。 轉(zhuǎn)換方式 :音頻信號(hào)→數(shù)字信號(hào)→光信號(hào)→數(shù)字信號(hào)→音頻信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn) :傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離長,且不受外界電磁波干擾,能支持
    的頭像 發(fā)表于 10-30 15:58 ?5241次閱讀

    RISC-V和arm指令集的對(duì)比分析

    RISC-V和ARM指令集是兩種不同的計(jì)算機(jī)指令集架構(gòu),它們?cè)诙鄠€(gè)方面存在顯著的差異。以下是對(duì)這兩種指令集的詳細(xì)對(duì)比分析: 一、設(shè)計(jì)理念 RISC-V :RISC-V的設(shè)計(jì)理念是簡化指令集,提高指令
    發(fā)表于 09-28 11:05

    risc-v與esp32架構(gòu)對(duì)比分析

    RISC-V與ESP32在架構(gòu)上存在顯著的差異,這些差異主要體現(xiàn)在處理器類型、設(shè)計(jì)原則、功能特性以及應(yīng)用場景等方面。以下是對(duì)兩者架構(gòu)的詳細(xì)對(duì)比分析: 一、處理器類型與設(shè)計(jì)原則 RISC-V : 類型
    發(fā)表于 09-26 08:40

    對(duì)比分析點(diǎn)焊機(jī)與傳統(tǒng)焊接方法

    在焊接技術(shù)的演進(jìn)歷程中,點(diǎn)焊機(jī)憑借其高效、精確與自動(dòng)化的特性,在現(xiàn)代工業(yè)制造中迅速崛起,成為現(xiàn)代工業(yè)制造中的重要工具。相較于歷史悠久的傳統(tǒng)焊接方式,點(diǎn)焊機(jī)展現(xiàn)了諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。以下我們將從點(diǎn)焊機(jī)的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域三大維度,對(duì)兩者進(jìn)行細(xì)致入微的對(duì)比分析。
    的頭像 發(fā)表于 09-12 11:52 ?1220次閱讀

    網(wǎng)關(guān)和路由器的對(duì)比分析

    網(wǎng)關(guān)和路由器作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備,各自承擔(dān)著不同的角色和功能。下面將從定義、功能、應(yīng)用場景、性能等多個(gè)方面對(duì)網(wǎng)關(guān)和路由器進(jìn)行對(duì)比分析。
    的頭像 發(fā)表于 08-27 10:20 ?2779次閱讀

    激光錫焊與回流焊接對(duì)焊點(diǎn)影響的對(duì)比分析

    針對(duì)電子裝聯(lián)技術(shù)的特點(diǎn),激光錫焊與回流焊接在對(duì)焊點(diǎn)影響方面做以下對(duì)比分析
    的頭像 發(fā)表于 08-23 11:19 ?871次閱讀