PLC作為工業(yè)自動化控制系統(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，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、工程機械等眾多關(guān)系國計民生的領(lǐng)域。其中，國外品牌PLC產(chǎn)品市場占比超過80%，仍占據(jù)主導地位；占比較低的國內(nèi)品牌PLC產(chǎn)品則較長時間內(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)解決方案對國內(nèi)早日實現(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雜的IEC61131-3集成開發(fā)環(huán)境IDE和PLC主控制器技術(shù)進行闡述，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是面向自動化工程師開發(fā)的工具類基礎(chǔ)軟件，它運行于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 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)的開放性等幾個維度進行評判。PLC主控制器一般由處理器芯片、嵌入式實時操作系統(tǒng)和PLC運行時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)實時性和通訊協(xié)議豐富程度等指標上。

基于20年來對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運行時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、運動控制、工業(yè)通訊協(xié)議、物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議、人機界面、工業(yè)視覺以及行業(yè)相關(guān)應(yīng)用算法等，并對這些功能元素進行統(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)嵌入式實時操作系統(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

■ 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，擴展支持高級語言C/C++。

■數(shù)據(jù)組態(tài)：

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

■任務(wù)組態(tài)：

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

■熱備冗余：

支持控制器雙機熱備冗余，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、變量趨勢顯示、變量值強制、斷點調(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，包括支持連續(xù)版本和非連續(xù)版本的在線更新無擾。

■運動控制：

支持軸的可視化配置

支持64級運動緩存，支持多種運動銜接模式Buffered modes：Buffered、BlendingPrevious、BlendingNext、BlendingLow、BlendingHigh

支持PLCopen標準的Motion Control功能塊：

單軸速度控制、相對位置和絕對位置控制

位置捕捉

聯(lián)動：電子齒輪和電子凸輪

多軸運動疊加

插補：直線插補、圓弧插補、球弧插補

回零點

行業(yè)應(yīng)用：追剪、飛剪

截至發(fā)稿時，該款基于IEC61131-3標準的國產(chǎn)可編程系統(tǒng)AnyControl已成功應(yīng)用于風電、水電、火電、核電、冶金、軍工、自動化產(chǎn)線、運動控制裝備、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證，深受用戶好評。