基于ST STM32MP257FAK3的MP2控制器之工業(yè)PLC方案
1.可編程邏輯控制器(PLC)是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202412/465864.htm2.可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),一種具有微處理器的用于自動化控制的數(shù)字運算控制器,可以將控制指令隨時載入內(nèi)存進(jìn)行儲存與執(zhí)行??删幊炭刂破饔蒀PU、指令及數(shù)據(jù)內(nèi)存、輸入/輸出接口、電源、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換等功能單元組成。早期的可編程邏輯控制器只有邏輯控制的功能,所以被命名為可編程邏輯控制器,后來隨著不斷地發(fā)展,這些當(dāng)初功能簡單的計算機(jī)模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制、時序控制、模擬控制、多機(jī)通信等各類功能,名稱也改為可編程控制器(Programmable Controller),但是由于它的簡寫PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相沖突,加上習(xí)慣的原因,人們還是經(jīng)常使用可編程邏輯控制器這一稱呼,并仍使用PLC這一縮寫。
3.工業(yè)上使用的可編程邏輯控制器已經(jīng)相當(dāng)或接近于一臺緊湊型電腦的主機(jī),其在擴(kuò)展性和可靠性方面的優(yōu)勢使其被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)控制領(lǐng)域。不管是在計算機(jī)直接控制系統(tǒng)還是集中分散式控制系統(tǒng)DCS,或者現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS中,總是有各類PLC控制器的大量使用。PLC的生產(chǎn)廠商很多,如西門子、施耐德、三菱、臺達(dá)等,幾乎涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域的廠商都會有其PLC產(chǎn)品提供。
4.PLC(可編程邏輯控制器)作為工業(yè)自動化的核心組件,國產(chǎn)化趨勢在近年來成為中國制造業(yè)的一個重要話題。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級,中國在PLC領(lǐng)域取得了顯著的發(fā)展。首先,國內(nèi)廠商在硬件設(shè)計和軟件編程上逐漸擺脫對國外技術(shù)的依賴,通過自主研發(fā)和創(chuàng)新,提高了產(chǎn)品的可靠性和性能。其次,國產(chǎn)PLC在成本效益上具有明顯優(yōu)勢,這對于中小型企業(yè)尤其吸引人,因為它們可以以較低的成本實現(xiàn)自動化升級。再者,政府政策的支持也在推動國產(chǎn)PLC的發(fā)展,例如通過補(bǔ)貼和研發(fā)資助,鼓勵企業(yè)采用國產(chǎn)設(shè)備。
5.根據(jù)市場研究數(shù)據(jù)顯示,2018-2022年五年間,國產(chǎn)PLC品牌市場占有率連續(xù)五年呈現(xiàn)上漲趨勢,2022年占有率為17.7%。這表明國產(chǎn)PLC品牌可能在產(chǎn)品質(zhì)量、性價比、技術(shù)創(chuàng)新以及客戶服務(wù)等方面取得了顯著進(jìn)步,從而增強(qiáng)了在國內(nèi)外市場的競爭力和吸引力。此外,這種增長也可能得益于國家政策的支持和制造業(yè)自動化的推進(jìn)。
6.在2023年上半年,中國PLC行業(yè)的主要企業(yè)——和利時自動化、傲拓科技、匯川技術(shù)、中控技術(shù)在推動國產(chǎn)化進(jìn)程中取得了顯著成就。這些公司上半年財務(wù)表現(xiàn)不僅顯示了中國PLC行業(yè)在國產(chǎn)化道路上的堅定步伐,也反映了市場對國產(chǎn)PLC產(chǎn)品日益增長的需求和信心。這些數(shù)據(jù)整體上顯示了中國PLC行業(yè)在自主研發(fā)和創(chuàng)新方面的顯著進(jìn)步,也突顯了國產(chǎn)PLC產(chǎn)品在國內(nèi)外市場中逐漸增強(qiáng)的競爭力和影響力。盡管部分企業(yè)面臨挑戰(zhàn),但整體來看,中國PLC行業(yè)在2023年上半年呈現(xiàn)出健康且積極的增長趨勢,預(yù)示著在全球高端制造市場的潛力和未來發(fā)展方向。
7.2023年中國國產(chǎn)PLC零部件本土化政策環(huán)境得到了顯著的政府支持。工信部的《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確強(qiáng)調(diào)了對PLC產(chǎn)業(yè)的扶持,特別是在工業(yè)控制系統(tǒng)的多點位、低延時、高可靠、低能耗軟件產(chǎn)品方面的聯(lián)合攻關(guān)。同時,國內(nèi)PLC企業(yè)正在利用本土化優(yōu)勢、高性價比、快速的售后服務(wù)響應(yīng),加強(qiáng)在小型PLC市場的競爭力,并逐步滲透至中大型PLC市場。網(wǎng)絡(luò)安全和工控安全要求的提升,也推動了國產(chǎn)替代的進(jìn)程。市場方面,雖然國內(nèi)PLC市場目前主要由國外企業(yè)主導(dǎo),但國產(chǎn)小型PLC憑借產(chǎn)品性價比和快速的客戶需求響應(yīng),在中低端工業(yè)自動化市場中逐漸提升了競爭力。自主可控的重要性提升和供應(yīng)鏈、價格、安全的挑戰(zhàn),迫切需要解決工業(yè)計算設(shè)備的國產(chǎn)化問題,尤其是在工業(yè)高端計算設(shè)備方面。此外,工業(yè)軟件發(fā)展的政策支持為PLC行業(yè)帶來新機(jī)遇,預(yù)期到2025年將顯著提升工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場競爭力。
8.中國對于PLC國產(chǎn)化的要求涵蓋了多個關(guān)鍵行業(yè)。這些行業(yè)包括航空航天、軍工、水利、電力等領(lǐng)域,以及在電池、冶金、物流等領(lǐng)域也有顯著應(yīng)用。此外,小型PLC主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、紡織、包裝等行業(yè)。
國產(chǎn)化要求的主要原因包括確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和國防系統(tǒng)的安全性、減少對外國技術(shù)的依賴、提高國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和競爭力。在航空航天、軍工、水利和核電等關(guān)鍵領(lǐng)域,國產(chǎn)化尤其重要,因為這些領(lǐng)域?qū)τ趪业陌踩桶l(fā)展至關(guān)重要,依賴進(jìn)口產(chǎn)品可能帶來安全風(fēng)險和供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的問題。在其他行業(yè),如電池、冶金、物流、半導(dǎo)體等,國產(chǎn)化有助于提高國內(nèi)制造業(yè)的整體競爭力和技術(shù)水平。
9.全球供應(yīng)鏈變化中有利于國產(chǎn)PLC的因素,當(dāng)前,中國PLC市場正面臨著顯著的發(fā)展機(jī)遇和一些挑戰(zhàn)。隨著全球供需市場的變化,例如芯片缺貨和原材料價格上漲,全球PLC市場價格呈現(xiàn)上漲趨勢。這一趨勢不僅影響了市場價格結(jié)構(gòu),還促使國內(nèi)企業(yè)加快PLC自主化進(jìn)程,以應(yīng)對高端產(chǎn)品供應(yīng)不足的問題。
10.此款式PLC 方案基于ST主控芯片: STM32MP257FAK3設(shè)計,超高的主頻,帶有多接口EtherCAT,加之ST芯片本土化策略,可以認(rèn)為此方案所有供應(yīng)物料100%國產(chǎn),滿足國家對國產(chǎn)化的要求,可以應(yīng)用于關(guān)鍵領(lǐng)域。
?場景應(yīng)用圖
?產(chǎn)品實體圖
?展示板照片
?方案方塊圖
?核心技術(shù)優(yōu)勢
1.STM32MP257F MPU with Dual Arm Cortex-A35 @1.5GHz, Cortex-M33 @400MHz, 3xEthernet (2+1 switch), 3xFD-CAN, LVDS/DSI, H.264, 3D GPU, AI/NN, Secure Boot, Cryptography, DRAM enc/dec, PKA 2.Two Gigabit Ethernet Interface, with TSN support (optional), one Gigabit Ethernet Switch connected to ETH1 and providing two external PHY interfaces, with TSN support (optional) 3.Two Octo-SPI flash memory interface , with on-the-fly content decryption 4.Security/safety Secure boot, TrustZone? peripherals, active tamper, environmental monitors, display secure layers, hardware accelerators Complete resource isolation framework AES-128, -192, -256, DES/TDES Secure AES-256 with SCA RSA, ECC, ECDSA with SCA HASH (SHA-1, SHA-224, SHA-256, SHA3), HMAC 5.Up to 172 secure I/O ports with interrupt capability 6.Artificial intelligence:Optional NPU: VeriSilicon? - Up to 900 MHz, TensorFlowLite - ONNX - Linux NN 7.Up to 34 timers and 7 watchdogs
?方案規(guī)格
1.電壓: 24V供電 2.EtherCAT、Modbus、CANopen 3.EtherCAT: 同步周期2ms/32軸 4.16入/8出開關(guān)量接口 5.4入/4出模擬量口 6.4路高速輸入 7.支持六種編程語言 8.支持級聯(lián)擴(kuò)展便捷 9.互聯(lián)友好組網(wǎng)便捷 10.支持多種通訊方式 11.應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 12.編程友好,輕松完成高級應(yīng)用
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