一种基于云的软PLC系统架构研究
2021年电子技术应用第4期
陈 海1，2
1.中电智能科技有限公司，北京102209；2.华北计算机系统工程研究所，北京100083
摘要： 在工业自动化领域，工厂的控制常由可编程逻辑控制器(PLC)执行。随着自动化应用越来越小型化、柔性化，在这些领域使用、设计并维护一个完整的、基于硬件的PLC是不经济的，基于云的软PLC可以成为控制即服务的解决方案。介绍了一种基于云的多实例、可扩展的软PLC系统架构，并基于该模式评估了系统的实时性和可扩展性。最后，对未来工业应用中基于云的控制现场场景提出了展望。
中图分类号： TP23
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200451
中文引用格式： 陈海. 一种基于云的软PLC系统架构研究[J].电子技术应用，2021，47(4)：97-100，111.
英文引用格式： Chen Hai. Research on a soft PLC system architecture based on industrial cloud[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(4)：97-100，111.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200451
中文引用格式： 陈海. 一种基于云的软PLC系统架构研究[J].电子技术应用，2021，47(4)：97-100，111.
英文引用格式： Chen Hai. Research on a soft PLC system architecture based on industrial cloud[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(4)：97-100，111.
Research on a soft PLC system architecture based on industrial cloud
Chen Hai1，2
1.Intelligence Technology of CEC Co.，Ltd.，Beijing 102209，China； 2.National Computer System Engineering Research Institute of China，Beijing 100083，China
Abstract： In the field of industrial automation, factory control is often performed by Pro-grammable Logic Controller(PLC).With the application of automation becoming more and more miniaturized and flexible, it is uneconomical to use, design and maintain a full hardware-based PLC in these fields. The software PLC based on industrial cloud can become a Control-as-a-Service solution. This paper introduces a multi-instance and scalable soft-PLC system architecture based on industrial cloud.Furthermore,the real-time and scalability of the architecture based on industrial cloud are evaluated. Finally, an outlook to the prospect of cloud-based control scene in future industrial applications is given.
Key words : industrial control；cloud；soft PLC
0 引言
近几年，云计算在越来越多的领域成为了核心技术[1-2]。云计算具备一些很重要的特性，如按需部署、动态可扩展、灵活性高、可靠性高、性价比高等。这些特性引起了工业自动化领域的关注，以研究新型云应用在自动化中的适用性。随着工业4.0和工业互联网的出现，云将成为工业系统中主要的基础设施、服务和算法都将在云端分布式执行。软PLC是该系统下的一种应用，可以在云端采集传感器数据并对工厂进行控制。但是，连接到云系统的软PLC不能保证系统的硬实时性，因此基于云的软PLC不适合运行有硬实时性要求的关键控制程序。
然而，基于云的软PLC有以下优点：
(1)软PLC比硬件PLC更容易部署和改进，可以作为系统开发与调试期间的一种控制手段；
(2)软PLC的冗余成本远远低于硬件PLC系统，可以大大节约系统建设成本；
(3)基于云的软PLC价格低廉、易于扩展，可以迅速在一些新兴领域取得突破效果，如工业互联网、工业4.0及物联网等应用。
为了能够在这些场景下进行应用，需要对基于云的软PLC系统进行深入研究。本文提出了一种多实例可扩展的软PLC系统架构，分析了在云环境下部署和执行软PLC的可行性，并对实时性、可靠性等关键性指标进行了评估，阐述了基于云的控制系统可能的现实场景。
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作者信息:
陈 海1，2
(1.中电智能科技有限公司，北京102209；2.华北计算机系统工程研究所，北京100083)
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