北岛夜话
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有一种过程控制系统,被称为软PLC

我们常规使用的PLC表面上看是一个硬件模块,但其实它是硬件和软件的集合体。硬件主要是指它的电路板、各种芯片及接口等实体;软件是指它内部运行的系统程序(包括:操作系统及一些操作系统上层的系统软件)。PLC的系统程序是出厂时固化在硬件内部的,因此也被称为固件(firmware)。固件本质上是一套软件,随着时间的推移厂家会发布更新的版本,很多PLC都支持固件升级。

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除了这种常规的PLC模块,还有一种称为软PLC。软PLC也被称为软件控制器,它是一套软件系统,可以根据需要安装到不同的硬件环境中。其实就相当于把常规PLC的软件部分单独拿出来,适配到不同的硬件中,从而形成新的PLC。软PLC要基于某种操作系统(比如Windows或Linux),它至少包括两个部分:编程开发环境和运行时(runtime)。

  • 编程开发环境用于编写/编译/下载PLC程序;

  • 运行时将原操作系统改造成PLC实时环境,并运行用户下载的程序;

CODESYS是典型的软PLC,它有基于Windows和Linux的运行时,不过它是收费的;后续我还会给大家介绍一种开源免费的软PLC系统——ProViewR。ProViewR是瑞典钢铁公司开发的一套过程控制系统,已经有很多年的历史了,该公司的全部生产过程(炼钢、轧钢及后续处理)均采用该系统。另外,慕尼黑建筑自动化也在使用该系统开发城市建筑自动化系统。ProViewR是世界上第一款开源的过程控制系统,不依赖于硬件并且成熟稳定,我最近也在研究该系统,感觉真的是很强大。它使用面向对象的思想来处理工业自动化控制的各种资源,比如自己创建工厂树,各种传感器信号对象、PLC、各种工业总线等。ProViewR运行在Linux系统上,想学习的小伙伴先学习下Linux系统哦。
西门子也有软PLC产品,我们来介绍下SIMATIC S7-1500软件控制器。
 S7-1500软件控制器(软PLC)必须安装到西门子的工业计算机上,它是一套运行在Windows系统上的软件产品。准确来说,S7-1500软件控制器采用Hypervisor技术,将工业计算机的资源分成两部分,一部分用于运行Windows系统及其程序;另一部分用于运行软PLC。两者之间保留SIMATIC通信功能,但Windows系统及其程序无权访问软PLC的资源。如下图所示:

西门子hypervision技术.png

安装了软件控制器的工业计算机就类似一个S7-1500 CPU控制器,具有该系列产品的所有功能,比如可以通过ET 200分布式I/O处理各种信号;可以使用博途编程,并把程序下载到该控制器中运行;
对于存储区来说,S7-1500软件控制器会在工业计算机上创建一个专用的卷,并将装载存储器和保持存储器集成在该卷上;使用计算机的部分内存作为工作存储器,如下图所示:

软PLC的存储器.png

有的小伙伴也把倍福的产品归类到软PLC的范畴,这个有一定的道理。比如:CX9020-0115,它内部集成了Win7嵌入式操作系统,并有TwinCAT3的运行时。不过,它并不完全是软件,而是一个集成了软件和硬件的控制器。可以说它是软PLC实例化的产品,或者官方的说法是基于PC的控制器。

好了,这篇文章就和大家概述性的聊聊软PLC,后续我还会深入介绍具体的产品特性。

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