PLC作為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的核心成員，是在控制領(lǐng)域被普遍采用，且可使工業(yè)生產(chǎn)變得高效、智能和安全的最基本的支柱型產(chǎn)品。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，PLC國內(nèi)市場總量超過百億，其應(yīng)用范圍囊括電力、交通、石化、冶金、工程機(jī)械等眾多關(guān)系國計(jì)民生的領(lǐng)域。其中，國外品牌PLC產(chǎn)品市場占比超過80%，仍占據(jù)主導(dǎo)地位；占比較低的國內(nèi)品牌PLC產(chǎn)品則較長時(shí)間內(nèi)處于跟跑狀態(tài)，不僅市場份額存在明顯差距，底層技術(shù)也根基不穩(wěn)——絕大部分國產(chǎn)PLC是基于國外芯片和軟件系統(tǒng)開發(fā)的，因此打造全棧國產(chǎn)PLC系統(tǒng)解決方案對(duì)國內(nèi)早日實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)安全和供應(yīng)鏈安全有著不容忽視的意義。

PLC產(chǎn)品主要由以下三部分組成：PLC的IEC61131-3集成開發(fā)環(huán)境IDE、PLC主控制器和I/O模塊。本文主要圍繞其中最為復(fù)雜的IEC61131-3集成開發(fā)環(huán)境IDE和PLC主控制器技術(shù)進(jìn)行闡述，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

▲圖1PLC集成開發(fā)環(huán)境IDE和PLC主控制器結(jié)構(gòu)圖

PLC集成開發(fā)環(huán)境IDE是面向自動(dòng)化工程師開發(fā)的工具類基礎(chǔ)軟件，它運(yùn)行于PC操作系統(tǒng)之上，為工程師提供了編寫和調(diào)試PLC程序所必備的開發(fā)環(huán)境。PLC 集成開發(fā)環(huán)境的優(yōu)劣可以從對(duì) IEC61131-3 可編程功能支持的完善度,編譯效率的高低,編程和調(diào)試的易用性以及系統(tǒng)的開放性等幾個(gè)維度進(jìn)行評(píng)判。PLC主控制器一般由處理器芯片、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和PLC運(yùn)行時(shí)runtime組成。PLC主控制器性能主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的可靠性、PLC代碼執(zhí)行效率的高低、任務(wù)實(shí)時(shí)性和通訊協(xié)議豐富程度等指標(biāo)上。

基于20年來對(duì)PLC/DCS研發(fā)和應(yīng)用的深入理解，北京奧特思技術(shù)有限公司自主研發(fā)了IEC61131-3可編程系統(tǒng)AnyControl（包含PLC集成開發(fā)環(huán)境和PLC運(yùn)行時(shí)runtime軟件）。AnyControl作為可編程控制器（PLC/DCS等）的核心軟件解決方案，可以集成邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)通訊協(xié)議、物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議、人機(jī)界面、工業(yè)視覺以及行業(yè)相關(guān)應(yīng)用算法等，并對(duì)這些功能元素進(jìn)行統(tǒng)一編程和調(diào)試。

國內(nèi)100%自主研發(fā)的AnyControl軟件搭配國產(chǎn)芯片和操作系統(tǒng)，即可形成全棧國產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)解決方案，如圖2所示。

▲圖2 全棧國產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)解決方案結(jié)構(gòu)圖

AnyControlIDE基于國產(chǎn)飛騰FT2000處理器和國產(chǎn)麒麟V10操作系統(tǒng)

AnyControlruntime基于國產(chǎn)飛騰嵌入式E2000處理器和國產(chǎn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

全棧國產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)解決方案

具備如下功能和性能特點(diǎn)

■ 編程語言：

支持梯形圖LD、功能塊圖FBD/CFC、順序功能圖SFC、結(jié)構(gòu)化文本ST、指令表IL，擴(kuò)展支持高級(jí)語言C/C++。

■數(shù)據(jù)組態(tài)：

變量名支持中文和英文，支持?jǐn)?shù)組、結(jié)構(gòu)體、功能塊和枚舉，擴(kuò)展支持指針類型。

■任務(wù)組態(tài)：

支持任務(wù)分配在多核運(yùn)行，支持多種任務(wù)類型（任務(wù)類型：周期觸發(fā)、事件觸發(fā)、自由運(yùn)行和中斷觸發(fā)等），任務(wù)掃描周期可以達(dá)到100us。

■熱備冗余：

支持控制器雙機(jī)熱備冗余，冗余通訊基于UDP協(xié)議，支持雙/單冗余通訊鏈路。

■通訊協(xié)議：

支持多種工業(yè)通訊協(xié)議，便于與南北兩向設(shè)備互聯(lián)互通。

ModbusRTU主/從

ModbusTCP主/從

CANopen主/從

EtherCAT主站

ProfiNet主站

OPCUA客戶端/服務(wù)器

Socket通訊（TCP/IP、UDP）

串口自由口協(xié)議

CAN自由口協(xié)議

控制器間網(wǎng)絡(luò)變量通訊（基于變量名稱）

■編程調(diào)試：

支持在線變量讀寫、變量趨勢(shì)顯示、變量值強(qiáng)制、斷點(diǎn)調(diào)試、在線仿真。

■下裝無擾：

支持在線更新PLC程序?qū)ΜF(xiàn)場無擾動(dòng)，包括支持連續(xù)版本和非連續(xù)版本的在線更新無擾。

■運(yùn)動(dòng)控制：

支持軸的可視化配置

支持64級(jí)運(yùn)動(dòng)緩存，支持多種運(yùn)動(dòng)銜接模式Buffered modes：Buffered、BlendingPrevious、BlendingNext、BlendingLow、BlendingHigh

支持PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的Motion Control功能塊：

單軸速度控制、相對(duì)位置和絕對(duì)位置控制

位置捕捉

聯(lián)動(dòng)：電子齒輪和電子凸輪

多軸運(yùn)動(dòng)疊加

插補(bǔ)：直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、球弧插補(bǔ)

回零點(diǎn)

行業(yè)應(yīng)用：追剪、飛剪

截至發(fā)稿時(shí)，該款基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的國產(chǎn)可編程系統(tǒng)AnyControl已成功應(yīng)用于風(fēng)電、水電、火電、核電、冶金、軍工、自動(dòng)化產(chǎn)線、運(yùn)動(dòng)控制裝備、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，并形成符合各行業(yè)需求的成熟應(yīng)用案例，產(chǎn)品的可靠性、易用性和穩(wěn)定性均得到了充分驗(yàn)證，深受用戶好評(píng)。