TWinCat（The Windows Control and Automation Technology）是德國倍福（Beckhoff）開發(fā)的工業(yè)自動化軟件平臺，基于 Windows 系統(tǒng)并通過實時擴(kuò)展技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)級控制，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 運動控制規(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）。

高精度運動控制：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、鋰電極片切割等高速高精場景。

機(jī)器視覺集成：通過 TWinCat Vision 接口對接第三方視覺系統(tǒng)（如 Halcon、Basler 相機(jī)），實現(xiàn)視覺 - 運動閉環(huán)控制（如 3C 產(chǎn)品貼合糾偏）。

工業(yè)通信與物聯(lián)網(wǎng)：支持 EtherCAT、OPC UA、MQTT 等協(xié)議，可與云端平臺（如 AWS IoT）對接，實現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程運維。

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

運動控制功能：軸復(fù)位、IO讀寫控制、點位運動、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，幫助用戶快速實現(xiàn)運動控制項 目，讓運動控制軟件實現(xiàn)更簡單更高效。工具通過海量項目驗證，具有高精度、高速度、高實時性和高可靠性。可實現(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)、隊列消息模式、主從模式編程。

HMI功能：人機(jī)交互設(shè)計器提供了數(shù)百個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、文件對話框、儀器儀表、 報表、圖表、表格、運動控制控件、機(jī)器視覺控件等，可滿足數(shù)據(jù)采集、運動控制、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。

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)，能實時測量溫度、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?？赏瓿蓪崟r數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，數(shù)據(jù)存儲與歷史數(shù)據(jù)分析，報警與事件管理，自動化控制與遠(yuǎn)程操作，優(yōu)化與調(diào)度等工作。

邏輯控制功能：條件分支、多分支、循環(huán)工具、并行流程工具、延時工具等邏輯算子，支持多層嵌套，可實現(xiàn)復(fù)雜邏輯流程控制，能夠滿足 廣泛的檢測項目和運動控制等工控要求。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。

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)十個品牌PLC；支持多家運動控制板卡，如格拉尼、固高、正運動、樂創(chuàng)、凌華等；支持各種主流程相機(jī)、光源。

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，并可得到亞像素級別的定位精度。

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

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

1234567890123456789000048 (二維碼自動識別)

視覺檢測功能：可快速準(zhǔn)確檢測頂點、交點、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)、圖像對比、輪廓對比等算法，準(zhǔn)確識別工件形狀、輪廓、尺寸、表面瑕疵等缺陷。

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

這兩者雖然都用于工業(yè)自動化領(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。

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)動器等物理設(shè)備。

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

它確保生產(chǎn)過程的安全、可靠和高效運行。

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

2.Grani Studio 是“工廠的數(shù)字指揮中心和智能應(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)。

它底層支持運動控制板卡、相機(jī)驅(qū)動等底層庫，進(jìn)行進(jìn)一步封裝，實現(xiàn)快速的運控等項目開發(fā)，在底層運控方面可以平替TwinCAT。

它利用這些數(shù)據(jù)快速構(gòu)建各種應(yīng)用：

實時監(jiān)控整個車間的設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)進(jìn)度（可視化看板）。

運控視覺一體化設(shè)備控制軟件。

分析設(shè)備效率(OEE)、能耗、質(zhì)量趨勢。

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)報表。

實現(xiàn)簡單的自動化業(yè)務(wù)流程（如報警通知、審批流）。

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

它讓非專業(yè)程序員（設(shè)備工程師、生產(chǎn)主管、IT運維）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、實時地控制物理設(shè)備（如電機(jī)、閥門、機(jī)器人）嗎？ 你需要處理 μs/ms 級的確定性任務(wù)嗎？

是 -> 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？

是 -> Grani Studio (或類似的零代碼/低代碼工業(yè)應(yīng)用平臺) 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)備級的實時控制和數(shù)據(jù)采集。

Grani Studio 運行在 TwinCAT 的上層（可能在同一臺工業(yè) PC 上，或在服務(wù)器/云端），利用 TwinCAT 提供的實時數(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，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 對比優(yōu)勢如下：

優(yōu)勢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，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。

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)雜項目（如多軸聯(lián)動 + 視覺）開發(fā)周期達(dá) 3-6 個月，依賴資深工程師（培訓(xùn)費用約 8000 元 / 人）。

優(yōu)勢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（如國產(chǎn)相機(jī)），會增加項目成本與周期。

優(yōu)勢3：GS可直接通過圖形化編程實現(xiàn)視覺檢測、測量、定位、識別等項目應(yīng)用，而TWinCat視覺功能需外部集成，原生不支持視覺算法，需對接 Halcon/VisionPro 等第三方軟件，集成鏈路復(fù)雜，影響實時性。

審核編輯 黃宇