不同的工業(yè)流程，需要不同的工業(yè)軟件。此前，我們已經(jīng)介紹了面向研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的開源軟件（詳情查看：20 個(gè)開源的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件），今天就來介紹一下面向生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)的開源軟件，主要為可編程邏輯控制器（PLC)、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）。 先從最靠近硬件端的 PLC 開始吧。

一、PLC 及 DCS

1、openPLC

OpenPLC 是一個(gè)功能齊全的標(biāo)準(zhǔn)化開源 PLC，無論是軟件還是硬件，其誕生之初的重點(diǎn)是為自動(dòng)化和研究提供低成本的工業(yè)解決方案，現(xiàn)廣泛用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全研究的框架。 openPLC 由三部分組成：運(yùn)行時(shí)、編輯器和 HMI 構(gòu)建器 。運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)執(zhí)行 PLC 程序，編輯器用于創(chuàng)建 PLC 程序。

使用 HMI 構(gòu)建器 —— ScadaBR，可以創(chuàng)建漂亮的基于 Web 的動(dòng)畫，以呈現(xiàn)運(yùn)行后的流程狀態(tài)。ScadaBR 通過 Modbus/TCP 與 OpenPLC Runtime 通信。 OpenPLC 項(xiàng)目根據(jù) IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建，該標(biāo)準(zhǔn)定義了 PLC 的基本軟件架構(gòu)和編程語言，主要用于工業(yè)和家庭自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)和 SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）研究。

2、Beremiz

Beremiz 是一個(gè)用于機(jī)械自動(dòng)化的 PLC 集成開發(fā)環(huán)境（IDE），符合 IEC61131-3 編程語言標(biāo)準(zhǔn)，可將任何處理器變成 PLC。Beremiz 還包含用于創(chuàng)建 HMI 并將 PLC 程序連接到現(xiàn)有的監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫或現(xiàn)場總線的工具。 Beremiz 由兩部分組成： 集成開發(fā)環(huán)境（IDE），Beremiz.py。

它運(yùn)行在用戶的計(jì)算機(jī)上，使用 C 代碼作為中間語言，用于編寫、編譯、調(diào)試 PLC 程序和控制 PLC 運(yùn)行時(shí)。 引用 python 運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)，Beremiz_service.py，它在目標(biāo)平臺(tái)上運(yùn)行，與 I/O 通信并執(zhí)行 PLC 程序。 運(yùn)行時(shí)的實(shí)現(xiàn)在不同平臺(tái)上可能不同。例如使用 Cortex-M 的 PLC 很可能具有基于 C 的運(yùn)行時(shí)。而 Beremiz 項(xiàng)目默認(rèn)包含 Python 運(yùn)行時(shí)的參考實(shí)現(xiàn)，可以在 GNU/Linux、Windows 和 Mac OS X 上輕松運(yùn)行。

ProviewR 是一個(gè)過程控制系統(tǒng)，采用 GPL 許可，包含順序控制、調(diào)整、數(shù)據(jù)采集、通信、監(jiān)控等常用功能，支持圖形 PLC 編輯器和高級編程語言（如 C、C++、Java 或Fortran）。 ProviewR 是一個(gè)軟 PLC。使用標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟 PLC 的最大優(yōu)勢在于，系統(tǒng)規(guī)模、屬性和性能主要受主機(jī)操作系統(tǒng)及其硬件的限制，對 I/O、PID 回路、PLC 程序、計(jì)數(shù)器的數(shù)量沒有限制。

PLC 回路的最小循環(huán)時(shí)間小于 1 毫秒。 ProviewR 是一個(gè)分布式系統(tǒng)，可以由多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接組成，一個(gè)典型的 ProviewR 系統(tǒng)由一個(gè)過程控制系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)操作站組成，每個(gè)操作站可配置成多個(gè)控制系統(tǒng)的 HMI 系統(tǒng)。ProviewR 可以通過以太網(wǎng)（ip）和串行機(jī)制與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，支持多種不同的協(xié)議，例如通過以太網(wǎng)的 UDP 或 TCP 套接字和串行鏈路上的 Siemens 3964R。

Proview 中最常用的 I/O 系統(tǒng)是 Profibus/DP，還支持 Profinet、Ethernet Powerlink、Modbus TCP 和 RTU、PSS9000、1-wire、一些 USB I/O 卡等 I/O 系統(tǒng)。 ProviewR 能夠以面向?qū)ο蟮姆绞焦ぷ?，可以使用簡單的功能塊和簡單的信號以傳統(tǒng)方式進(jìn)行編程，它支持創(chuàng)建復(fù)雜對象和相關(guān)函數(shù)對象，同時(shí)支持面向?qū)ο蟮母拍?，例如繼承、方法和聚合。

4、Tango Controls

Tango Controls 是一個(gè)用于構(gòu)建高性能分布式控制系統(tǒng)的軟件工具包，包含用于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 (SCADA ) 和 DCS 的開源解決方案。 Tango Controls 是一個(gè)面向?qū)ο蟮姆植际娇刂葡到y(tǒng)，它的設(shè)計(jì)基于稱為設(shè)備的分布式對象的概念，在 Tango 中，所有對象都代表著設(shè)備，對象（設(shè)備）可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，也可以分布在網(wǎng)絡(luò)上。

TANGO 對象（設(shè)備）之間的通信可以是同步的、異步的或事件驅(qū)動(dòng)，對象模型支持方法和屬性。TANGO 提供了一個(gè) API，它隱藏了網(wǎng)絡(luò)訪問的所有細(xì)節(jié)，并提供了對對象的瀏覽、發(fā)現(xiàn)和安全處理等功能。 Tango Controls 系統(tǒng)庫在 LGPL 許可下發(fā)布，圖形工具和部分設(shè)備服務(wù)器在 GPL 許可下發(fā)布。

5、Apache PLC4X

Apache PLC4X是一個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通用協(xié)議適配器，一個(gè)用于集成 PLC 的庫。 PLC 大多采用大量不兼容的協(xié)議進(jìn)行通信，因此和外界（IT / 互聯(lián)網(wǎng)）的交互變得很困難，PLC4X 項(xiàng)目致力于提供一組統(tǒng)一的 API，通過這些 API 實(shí)現(xiàn)能與大多數(shù) PLC 進(jìn)行通信的驅(qū)動(dòng)程序（通過各種 PLC 的原生通信協(xié)議）。

二、MES

1、章魚師兄

章魚師兄（原名黑科）是一個(gè)國產(chǎn)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，基于 springBoot 開發(fā)，使用 AGPL-3.0 許可發(fā)布。

2、qcadoo MES

qcadoo MES 是一款針對中小企業(yè)的基于 Web 的生產(chǎn)管理應(yīng)用，結(jié)合了大型 ERP 系統(tǒng)的功能，適應(yīng)中小企業(yè)的特點(diǎn)，其開源版本基于 AGPL 許可發(fā)布。

3、IMES

IMES 是一個(gè)為中小型 JobShop 制造商設(shè)計(jì)的軟件，基于 Apache-2.0 許可發(fā)布。不過有些可惜的是，自 2019 年起該項(xiàng)目就沒有更新記錄了，作者表示受新冠疫情影響，暫停了開發(fā)計(jì)劃。

三、WMS

1、GreaterWMS

GreaterWMS 是一個(gè)國產(chǎn)軟件，遵循 Apache License 2.0 協(xié)議，前后端分離，且完全開源，API 使用 restful 協(xié)議，方便二次開發(fā)，前端代碼使用 quasar 進(jìn)行構(gòu)建，后端使用 Python Django3.1，利用 API，可以支持多倉、波次發(fā)貨、合并揀貨，Milk-Run 等業(yè)務(wù)模型。

2、KopSoftWms

KopSoftWms 是一個(gè)國產(chǎn)軟件，基于 .Net Core 2.2 開發(fā)，支持 MySQL 和 SQL Server 數(shù)據(jù)庫，功能模塊豐富，使用 MIT 許可發(fā)布。該作者還發(fā)布了標(biāo)簽 (條碼) 打印軟件、制造執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控及電子看板等項(xiàng)目，在 README.md 文件中均有介紹。

3、SmoWMS

SmoWMS 是一個(gè)國產(chǎn)軟件。已開源的代碼為 C# ，是通過 Smobiler 平臺(tái)開發(fā)的基于 .NET 的開源移動(dòng)應(yīng)用，包含了倉庫、訂單、主數(shù)據(jù)維護(hù)、圖表分析、個(gè)人信息幾大菜單功能。

4、deer-wms

deer-wms 是一個(gè)國產(chǎn)的立體倉庫管理系統(tǒng)，使用 GPL-3.0 許可發(fā)布，基于自動(dòng)化輸送線、機(jī)械臂、點(diǎn)數(shù)機(jī)、提升機(jī)、堆垛機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備和現(xiàn)代化倉儲(chǔ)精益管理思想開發(fā)而來。通過對接工廠的 EBS（ERP 中一種）、MES、deer-wcs（設(shè)備調(diào)度系統(tǒng)）等系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)上下游的數(shù)據(jù)打通，也是實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

5、openboxes

openboxes 是一個(gè)庫存和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，旨在管理醫(yī)療機(jī)構(gòu)的庫存和跟蹤庫存變動(dòng)。該系統(tǒng)通過采用 FEFO（先過期先出）策略來減少浪費(fèi)，采用 Eclipse 公共許可證發(fā)布。現(xiàn)有功能包括庫存跟蹤、批次和到期跟蹤、庫存移動(dòng)和裝運(yùn)跟蹤、采購訂單、庫存申請和履行，以及內(nèi)置和可定制的報(bào)告。

6、myWMS LOS

myWMS LOS 是用于人工操作倉庫的軟件，用戶界面簡單。通過定義外部系統(tǒng)通信接口和可互換模塊的內(nèi)部接口，即所謂的插件，myWMS LOS 可以創(chuàng)建模塊化和開放式倉庫管理系統(tǒng)，獨(dú)立于硬件和操作系統(tǒng)，與不同制造商的產(chǎn)品和模塊兼容，比如叉車和條形碼掃描儀等。 myWMS LOS 基于開源框架 myWMS 發(fā)展而來，使用 GPL 許可發(fā)布，支持 JEE 規(guī)范，并以面向服務(wù)的架構(gòu) (SOA) 的形式提供基本的物流服務(wù)。

7、OpenWMS.org

OpenWMS.org 是一個(gè)用于構(gòu)建現(xiàn)代倉庫管理系統(tǒng)的軟件項(xiàng)目，使用Apache-2.0 許可證分發(fā)，由倉庫管理部分 (WMS)、傳輸管理 (TMS) 和其他系統(tǒng)的連接器組成，帶有用于自動(dòng)和手動(dòng)倉庫的物料流控制 (MFC) 系統(tǒng)。

WMS 部分連接到 ERP 系統(tǒng)，而運(yùn)輸管理系統(tǒng)控制現(xiàn)場控制器，如 Raspberry Pi 或 PLC。還考慮了系統(tǒng)可用性、性能和可靠性等非功能性要求。

審核編輯：劉清