汇川iFA软件功能分析
汇川iFA软件是汇川技术于2025年2月中旬发布的一款全新的面向工厂自动化的开发集环境,虽然是近期发布的,实际上汇川内部已经规划了该项目很多年,称得上十年磨一剑,汇川对外宣称在多个方面实现了重大改进,汇川将其定位为“革命性”版本,主要体现在以下几个方面:

1. 全自主可控的技术架构

100%国产化核心组件:iFA Evolution实现了IDE(集成开发环境)、编译器、实时操作系统等核心组件的完全自主可控,不再依赖国外技术栈。

数字孪生技术:通过收购法国irai公司,汇川获得了数字孪生技术,支持虚拟调试与机电一体化仿真,大幅缩短研发周期。

2. AI深度集成与智能化优化

内置深度学习算法库:iFA Evolution支持AI驱动的工艺参数动态优化,例如在某光伏企业的硅晶制绒环节,良率提升了7.2%。

预测性维护:AI算法可提前12小时预警设备故障,减少停机损失30%。

3. 双轨兼容策略,降低迁移成本

兼容西门子V90伺服:支持IS620F系列,适配标准报文和PLC Open标准程序块,便于西门子用户迁移。

保留三菱/信捷PLC编程风格:降低工程师学习成本,提高适应性。

4. 全场景集成与高效开发

拖拽编程功能:在汽车产线开发中,开发效率提升100%,相比传统代码编写更直观。

云端协同原生支持:iFA Evolution原生支持云端部署与远程监控,而传统方案(如西门子博途)需额外依赖MindSphere。

5. 高性能硬件生态

EVO500控制器:搭载四核处理器,支持1ns位运算速度,1ms/16轴同步控制,满足半导体、冶金等行业的高精度需求。

256路PID同步运算:适用于冶金、水环境等行业的高精度过程控制。

6. 生态建设与开放策略

基础功能免费开放:吸引中小制造企业使用,降低自动化门槛。

全球布局:兼容EtherCAT/Profinet协议,拓展海外市场。

7. 555星辰计划与未来扩展

计划5年内构建5个架构,解决5大行业痛点,2025年将推出EVO800大型PLC、Hi50/80 I/O等新产品

功能细节解析

1. 无缝集成HMI和伺服上位机

软件整体界面风格和西门子博图非常相似,连界面配色和风格都很接近,显然界面设计参考了博图的设计,如下所示:


右侧工程树视图,中间是程序编辑视图,右侧是指令和工具视图。

同西门子博途一样,iFA并不是单纯的PLC编程平台,而是一个完整的工厂自动化编程平台,集成了PLC编程,HMI人机界面设计,伺服调试工具这三个软件整合在了一起,用户不需要安装3个软件就可以在一个软件上完成从PLC编程到人机交互设计,伺服参数调整的全部过程。目前,类似博途,iFA这样将工业控制软件集成在一起的,还有台达的达思图DAS Studio等。

    

如上图所示,iFA无缝集成了HMI设计,伺服上位机。


2. 图形化和拖拽式的PLC组态界面

iFA 的组态界面是参考了西门子博途的设计,几乎是完全照搬,如下图所示:


切换到网络视图可以详细组态Ethernet HMI, EtherCAT,Profinet 伺服从站。


3. 资源占用查看功能

很多用户喜欢给全局变量赋地址,而不是有系统自动分配地址,这样做一个好处,就是PLC的变量存储器不会浪费(不声明地址由系统自动分配往往会浪费一些存储器),但这样也有一个坏处,就是用户知道哪些地址存在被多个变量引用,这样会造成程序出现严重BUG,因此绝大多数PLC软件都会提供一个资源占用查看功能,如下所示,汇川iFA 这个功能似乎是吸取了Codesys软件和三菱GXWorks软件的优点。

4. 配方功能

配方功能在HMI中很常见,在PLC中设置配方功能不太常见,配方功能主要用于参数管理,比如有多组参数用于程序功能配置,如下所示:


这个功能在配置参数很多的PLC应用上比较方便,用户可以一键导入用户预先保存好的参数文件即可配置程序,还可以根据不同的应用场景导入不同的参数。


5. 工程树节点状态显示

在西门子博途软件中,PLC程序登录在线状态时,如果当前监视的程序和PLC中已经下载到内核中的程序不一致或者程序中存在一些配置错误时,会在工程树节点上显示不同的状态指示图标,而汇川的iFA 中对这个功能也做了像素级模仿,如下所示:


这个功能看似简单,实则一点也不简单,涉及到PLC内核的故障自诊断。也涉及到PLC内核和IDE之间要建立一个非常高效和完备的状态监控协议。

6. 故障诊断功能

当PLC程序运行是发生故障或者报警时,需要提供明确的错误信息帮助用户快速定位问题,这一点西门子博途软件做得非常强大,汇川iFA也参考了博途的设计,如下所示:


iFA的运行日志和任务监视和Codesys的设计非常相似,如下所示:

任务监视如下所示:

7. 示波器功能

iFA的示波器功能和CodeSys类似,也是先添加需要监视的变量,然后下载变量配置到PLC内核,最后启动监视。

iFA允许用户同时定义多个示波器,如下所示:

示波器的变量采集可以通过变量触发,默认情况下需要关联一个任务,如下所示:

8. 电子凸轮功能

这一点iFA借鉴了Codesys的凸轮曲线编辑功能,功能和Codesys几乎一致。但界面要比Codesys更加简洁,如下所示:

用户只需要在关键点使用鼠标拖拽改变坐标点或者在数据表格中填写关键点坐标,IDE会自动拟合曲线,得到点集。iFA的电子凸轮曲线编辑功能和Codesys一样好用。这一点汇川的研发工程师应该是深入理解了Codesys的功能。

编辑好凸轮曲线,用户还需要在程序中调用3个功能块来完成凸轮功能,这3个功能块如下:


9. ST语言断点调试功能

在汇川的小型PLC编程软件AutoShop中,汇川自研的LiteST 语言,当LiteST是不支持断点调试的,在iFA中ST语言是支持断点调试的,因此可以推断此SDL并非在LiteST基础上迭代而来(否则AutoShop软件早就用上此功能了),而是汇川全新的SDL。iFA的ST语言符合IEC6113-3规范,有一个有意思的特点,像END_IF,END_FOR,END_CASE这样的关键字后面并不强制需要分号结束,显然这一点是借鉴了CodeSys,而不是西门子博途。

10. 梯形图中可以调用ST语句块功能

在梯形图中嵌入ST语句块,这个功能在博途和CodeSys中都有,基恩士的KVStudio中也有,iFA 中也没有缺席这个功能,如下所示:

梯形图中调用ST语句块可以弥补梯形图不好表达数学公式,不方便使用循环语句的弱点,因此该功能可以极大的方便哪些习惯使用梯形图的用户。

11. 虚拟PLC仿真功能

目前在国产PLC中具有虚拟PLC仿真的PLC IDE并不多见,虚拟PLC的好处是,用户在没有拿到PLC硬件之前就可以验证自己的PLC程序执行逻辑是否符合预期,在某些场合下,用户可能无法连接上实体PLC(比如PLC在客户的生产车间,工程师在公司办公室),通过虚拟PLC就可以模拟现场PLC程序逻辑来排查程序中存在的缺陷。

iFA的虚拟PLC比较简洁,只有一个启动面板,此面板可以在iFA的工具栏调出

如下所示:

启动虚拟PLC以后,用户切换程序到在线模式,IDE就会检测到虚拟PLC存在,用户就像下载程序到实体PLC中一样,如下所示:

12. HMI界面编辑功能

如前所述,iFA集成了HMI软件,iFA中的HMI软件并不是完全将汇川的HMI设计软件直接用多进程的方式直接拉起HMI软件进程,并不是,为了统一风格和UI设计规范,iFA的HMI 模块是全新的设计,和汇川的触摸屏界面编辑软件并无共同之处。

此HMI界面设计模块,符合“所见即所得”的功能设计,用户只需要拖拽控件到定义的画面中,控件类型丰富,包含按钮,柱状图,仪表,趋势图,报警列表,ListBox, ComboBox, 并且支持脚本功能。

和PLC程序可以进行仿真一样,iFA的HMI功能也是可以仿真运行的,仿真运行时会将本地PC虚拟成触摸屏硬件,因此用户并不需要真正连接上触摸屏,就可以展示界面功能,这在给客户演示人机交互DEMO时,非常的便利。

13. 伺服调试功能

同HMI功能模块一样,此伺服调试功能并不是直接将已有的InoDriveShop 伺服上位机以多进程的方式嵌入,而是为了保持界面统一风格,重新进行了设计,这个伺服调试功能基本上复刻了InnoDriveShop的绝大部分功能,因此用户可以完全脱离InnoDriveShop软件在iFA中调试好伺服参数。

下图是伺服的电机参数对象字典

14. 多用户多层级的权限管理功能

在iFA中,开发者可以给程序分配多层级的权限,分为管理员,操作员,观察员,视觉操作员,视觉观察员。

从用户角色中包含视觉操作员和视觉观察员可以看出,iFA已经考虑到将来要集成视觉功能到PLC软件中,专门预留了视觉操作员和观察员角色。


15. 完善的帮助系统

为什么很多自动化工程师喜欢用博途,其中一个关键的原因是博途强大的帮助系统,用户可以通过帮组文档自己解决问题,比较让人意外的是,iFA作为一个刚刚发布没多久的软件,其帮助文档已经比较详尽,支持关键字检索,用户遇到不熟悉的指令,可以搜索该指令来获取详细的用法。

如下所示:

不过如果从对标博途的角度看,iFA的文档详尽程度和博途还是存在巨大差距的,对标国产软件属于矮子里拔高个,已经是很不错的了。

目前存在的缺陷和短板

根据市场反馈和实际用户测试,汇川iFA Evolution软件虽然被宣传为“革命性”的国产工业控制平台,对标西门子博途,但仍存在一些显著的短板和不足,主要体现在以下几个方面:

1. 兼容性与生态支持不足

硬件兼容性有限:目前仅支持三款PLC和一款HMI,远不如西门子博途的广泛硬件生态。

不支持InoProShop项目移植:对于汇川原有用户,无法直接迁移旧项目,增加了升级成本。

第三方硬件支持较弱:虽然兼容西门子V90伺服的IS620F系列,但对其他品牌设备的适配性仍有待提升。

2. 软件功能与稳定性问题

UDT(用户自定义数据类型)问题:在全局变量数组应用时频繁报错,影响开发效率。

结构变量数组不支持:仅支持结构体数组,限制了复杂数据结构的应用。

硬件模块地址修改不便:需到对应模块修改I/O映射,而非直接在软件中调整,操作繁琐。

3. AI与数字孪生功能尚未完全落地

AI功能隐蔽,需特定硬件支持:如预测性维护需搭配IMC-300边缘计算网关,普通用户难以体验。

数字孪生依赖附加组件:需额外安装3.7GB的虚拟调试模块,且仅支持高端控制器(如AM600系列)。

部分功能仍依赖第三方软件:如完整产线仿真需配合Process Simulate等工具,自主性不足。

4. 用户体验与学习成本

界面复杂,学习曲线陡峭:部分用户反馈其界面混合了博途和CODESYS风格,但未形成统一逻辑,新手适应较慢。

文档与技术支持不足:部分用户反映遇到问题时,官方资料较少,技术支持响应较慢,相比西门子的全球服务体系仍有差距。

5. 市场认可度与竞争压力

用户惯性依赖国外品牌:许多工程师仍倾向于使用西门子、三菱等成熟平台,对国产软件信任度不足。

免费策略吸引力有限:虽然基础功能免费,但高级功能仍需付费,且部分用户认为“集成过多反而影响灵活性”。

总结

汇川iFA Evolution的短板主要集中在硬件兼容性不足、部分功能未完全落地、用户体验待优化等方面。尽管其技术架构先进,但市场接受度仍需时间验证。未来需加强生态建设、优化稳定性,并提升AI/数字孪生功能的易用性,才能真正挑战西门子博途的市场地位


关于iFA 在AI方面的一些疑问的解答

从市场反馈看,有不少用户都有这样的疑问,也就是:“在iFA软件中,并未看到有哪些功能组件有AI深度集成,另外,所谓的数字孪生也并未有所体现,是不是只是在讲故事,而不是真的有重大创新?

针对这个问题,询问DeepSeek做了如下回答:

针对iFA平台中AI和数字孪生功能的"可见性"问题,我们可以从技术实现和实际应用两个层面进行客观分析:

一、AI功能的隐性集成特点

非界面化的嵌入方式

在注塑机压力控制案例中,AI算法以"工艺优化助手"的形式存在(路径:工艺参数设置 > 智能优化建议),需导入历史数据才会触发推荐,而非独立功能模块。

在EVO500控制器的振动抑制功能中,AI是通过底层运动控制库(如MC_AdaptiveVibrationSuppression指令)实现的,用户只能看到最终控制效果。

需要特定硬件配合

预测性维护功能需搭配汇川IMC-300边缘计算网关(内置NPU加速),在普通PLC上无法体现。某锂电设备厂商实测数据显示,需至少500小时设备运行数据才能激活预警模型。

行业解决方案中的体现

光伏行业的硅片分选机方案中,AI视觉质检模块需要单独加载工艺包(文件后缀.hiep),标准安装包未预置。

二、数字孪生功能的现状

技术继承性局限

汇川收购的IRAI技术目前仅整合了机械臂运动仿真(在iFA MechLib中可见),对于完整产线级数字孪生,仍需配合第三方软件(如Process Simulate)。

硬件绑定要求

虚拟调试功能需要购买配套的EVO-Emulator授权(约2万元/年),且仅支持AM600系列以上控制器。某汽车焊装线项目反馈,实际节省调试时间约40%,但前期建模耗时增加30%。

界面入口隐蔽

数字孪生模块藏在"工具 > 高级功能 > 虚拟调试"二级菜单,且首次使用会提示安装3.7GB的附加组件。

三、验证真实性的建议方法

功能验证

python

# 通过iFA SDK检查AI组件是否存在(需连接真实控制器)from ifa_client import Controller
ctrl = Controller.connect('192.168.1.100')print(ctrl.get_capabilities())  # 查看'AI_Engine'字段

性能对比测试

在相同四轴插补任务下,对比:


传统方法:跟踪误差±0.05mm  
AI优化后:误差±0.02mm(需开启`MC_AI_Tuning`)

索取白皮书
汇川内部文档《iFA-AI集成技术规范》(文档编号HC-IFA-AI-2023-12)中第17页明确标注了算法接口:

// AI控制接口示例
Cpp
AI_CTRL_PARAM params = {
    .model_id = 0x102A,
    .sample_rate = 2000};ai_ctrl_engine_init(&params);

四、行业实施案例参考

某3C企业SMT产线

使用AI贴装补偿后,CPK从1.2提升至1.6(需搭配高精度光栅尺)

风电变桨系统

数字孪生提前发现齿轮箱共振点,减少现场调试次数从5次降至2次。

结论

iFA的创新性确实存在,但存在三个关键特征:

场景深度绑定 - 功能价值需在特定工况下显现

软硬耦合 - 需要配套硬件才能释放全部能力

渐进式呈现 - 随着软件更新逐步开放(2024Q3将发布AI模块可视化编辑器)

建议通过实际项目需求触发对应功能验证,而非依赖界面直观查找。工业软件的"革命性"往往体现在工程细节而非炫酷界面,这点中外厂商皆然。







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