近日，在中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制/直驅(qū)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上，CODESYS軟件集團(tuán)大中華區(qū)副總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)王偉發(fā)表《開(kāi)放式控制系統(tǒng)助力實(shí)現(xiàn)自主智能》的主題演講。

會(huì)上，王偉回顧了工業(yè)控制從機(jī)械化、電氣化到電子化、軟件化的四個(gè)發(fā)展階段，在工控軟件化階段，工業(yè)控制器(PLC)將更加智能化，它不僅包括數(shù)據(jù)采集、人機(jī)界面、軟件應(yīng)用、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)通信等功能，還將與人工智能，大數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生，預(yù)測(cè)性維護(hù)，機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)深度交叉融合。未來(lái)，工業(yè)控制所覆蓋的技術(shù)會(huì)隨著軟件技術(shù)的發(fā)展愈加豐富，這意味著工業(yè)控制將從單純的自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展為與管理融為一體的智能化控制技術(shù)。

01 基于CODESYS自動(dòng)化編程開(kāi)發(fā)平臺(tái)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)

王偉介紹到，CODESYS自動(dòng)化編程控制系統(tǒng)是一款基于.NET架構(gòu)和IEC 61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的、面向工業(yè)4.0及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制(PLC)、運(yùn)動(dòng)控制(CODESYS SoftMotion CNC+Robotics)、人機(jī)界面(HMI)、基于Web Service 的網(wǎng)頁(yè)可視化編程和遠(yuǎn)程監(jiān)控、冗余控制(Redundancy)、安全控制(Safety)以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與工程協(xié)同管理等多個(gè)目標(biāo)和需求，并且這些功能僅在一套開(kāi)發(fā)套件中即可實(shí)現(xiàn)。

CODESYS開(kāi)放式、可重構(gòu)、組件化、標(biāo)準(zhǔn)化、安全性的平臺(tái)架構(gòu)，具有良好的可移植性、高兼容性，并在包括復(fù)雜機(jī)器人控制等的運(yùn)動(dòng)控制方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

在標(biāo)準(zhǔn)化方面，CODESYS軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)向開(kāi)發(fā)人員提供符合IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持IL、LD、FBD、CFC、SFC、ST等六種編程語(yǔ)言，可實(shí)現(xiàn)UML等面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語(yǔ)言擴(kuò)展。此外，在安全性方面，該軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)符合IEC61508 (SIL2及SIL3安全標(biāo)準(zhǔn))及EN ISO 13849(機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn))，全球已有600多家控制系統(tǒng)生產(chǎn)商和上萬(wàn)家設(shè)備制造商使用CODESYS編程環(huán)境與控制器開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

在開(kāi)放式、可重構(gòu)、組件化平臺(tái)架構(gòu)上，CODESYS自動(dòng)化平臺(tái)中間件CODESYS Automation Platform基于.NET架構(gòu)，由各種編譯器、調(diào)試器、電子凸輪表、CNC G代碼編輯器、總線配置器等組件化功能構(gòu)件(Component)組成，提供完全開(kāi)放的組件接口和庫(kù)(Library)的編程模板，方便OEM用戶輕松實(shí)現(xiàn)基于具體行業(yè)或特種工藝需求的深度二次開(kāi)發(fā)，支持用戶集成自有開(kāi)發(fā)工具和工藝模塊(庫(kù))，用戶可根據(jù)自身實(shí)際需求進(jìn)行自由選擇與裁剪，開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)發(fā)環(huán)境與控制器產(chǎn)品。

在通信功能方面，CODESYS完全支持CANopen、PROFINET、PROFIBUS、EtherCAT、Modbus、EtherNet/IP等主流現(xiàn)場(chǎng)總線，并且具有OPC、OPC UA功能，支持ODBC接口數(shù)據(jù)庫(kù)。

在強(qiáng)大的可移植性方面，CODESYS Runtime支持X86、ARM Cortex A8/A9、ARM Cortex M3/M4、PowerPC、Tricore CPU 架構(gòu)以及龍芯、飛騰、全志、瑞芯微、芯弛等國(guó)產(chǎn)CPU;支持Windows、Linux、VxWorks、QNX、Free RTOS、uCOS、eCOS及中移物聯(lián)網(wǎng)OneOS、龍芯Loongnix、翼輝sylixOS、銳華ReWorks等國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)。客戶可根據(jù)產(chǎn)品定位及市場(chǎng)需求自由選擇硬件平臺(tái)，打造不同層次的產(chǎn)品體系。

CODESYS將運(yùn)動(dòng)控制與邏輯控制合二為一，集成在IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的CODESYS Development System和CODESYS Runtime運(yùn)行軟件中，形成了CODESYS SoftMotion(CNC + Robotics)工具包軟件。CODESYS 支持豐富的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，如支持4軸碼垛機(jī)械手模型、 5軸聯(lián)動(dòng)模型、6軸機(jī)械手模型、并聯(lián)兩軸機(jī)械手模型、龍門(mén)2軸加工模型(X，Y軸)、龍門(mén)3軸加工模型(X,Y,Z軸)等，并支持工程師以軸組的方式進(jìn)行編程。 02 CODESYS 虛擬化控制技術(shù)

伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，IT與OT的融合創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，以PLC(可編程邏輯控制器)為代表的自動(dòng)化技術(shù)，向著更加開(kāi)放、更具兼容性、更具互操作性的方向發(fā)展。

近年來(lái)，由于國(guó)際形勢(shì)的不穩(wěn)定，制造業(yè)供應(yīng)鏈遇到了硬件供貨周期長(zhǎng)，供貨困難等一系列問(wèn)題，這對(duì)本身就面對(duì)控制器(PLC)產(chǎn)品品牌眾多，互不兼容，“各自為政”，升級(jí)維護(hù)困難等諸多繁雜問(wèn)題的制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是雪上加霜。

如何有效地突破這些人為限制和瓶頸?獨(dú)立于硬件架構(gòu)的CODESYS Virtual Control SL虛擬控制技術(shù)解決方案由此誕生，真正實(shí)現(xiàn)了“硬件平臺(tái)提供資源，軟件系統(tǒng)定義功能”的理念。

CODESYSVirtual Control 解決方案集成Containers，Hypervisor，Kubernetes，OPC UA， Web協(xié)議等IT技術(shù)，可根據(jù)客戶的確定性和實(shí)時(shí)性需求，既可以在傳統(tǒng)控制器中部署運(yùn)行，也可以在邊緣服務(wù)器、私有云或公有云服務(wù)器中部署運(yùn)行。

CODESYS的虛擬控制解決方案將向用戶提供一個(gè)獨(dú)立于硬件的軟PLC(SoftPLC)。從小型、專(zhuān)用的基于ARM CPU的控制器到強(qiáng)大的IT服務(wù)器群，該軟PLC都支持部署運(yùn)行。同時(shí)，用戶可根據(jù)需求在數(shù)量和性能上對(duì)該軟PLC進(jìn)行擴(kuò)展。

CODESYS虛擬控制技術(shù)在技術(shù)層面具有廣泛的適用性?？刂七M(jìn)程的交互可以依托 CODESYS Automation Server(工業(yè)云平臺(tái))或其他軟件工具(Kubernetes)完成。通過(guò)VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)時(shí)訪問(wèn)，進(jìn)而成功實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多控”等目標(biāo)。

CODESYS 虛擬控制技術(shù)將大幅降低終端客戶的控制器(PLC)硬件的采購(gòu)、安裝、布線和維護(hù)的高額成本，進(jìn)一步簡(jiǎn)化控制器(PLC)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，設(shè)備操作人員可自行維護(hù)管理硬件平臺(tái)，擺脫對(duì)特定硬件廠商的依賴(lài)。

審核編輯：劉清