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(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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。

2.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(dòng)化控制的數(shù)字運(yùn)算控制器，可以將控制指令隨時(shí)載入內(nèi)存進(jìn)行儲(chǔ)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(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制、時(shí)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(jiǎn)寫PC與個(gè)人電腦(Personal Computer)的簡(jiǎn)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(tái)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(shì)使其被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)控制領(lǐng)域。不管是在計(jì)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(chǎng)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(tái)達(dá)等，幾乎涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廠商都會(huì)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(dòng)化的核心組件，國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)在近年來成為中國(guó)制造業(yè)的一個(gè)重要話題。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，中國(guó)在PLC領(lǐng)域取得了顯著的發(fā)展。首先，國(guó)內(nèi)廠商在硬件設(shè)計(jì)和軟件編程上逐漸擺脫對(duì)國(guó)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(guó)產(chǎn)PLC在成本效益上具有明顯優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于中小型企業(yè)尤其吸引人，因?yàn)樗鼈兛梢砸暂^低的成本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化升級(jí)。再者，政府政策的支持也在推動(dòng)國(guó)產(chǎn)PLC的發(fā)展，例如通過補(bǔ)貼和研發(fā)資助，鼓勵(lì)企業(yè)采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。

5.根據(jù)市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)顯示，2018-2022年五年間，國(guó)產(chǎn)PLC品牌市場(chǎng)占有率連續(xù)五年呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，2022年占有率為17.7%。這表明國(guó)產(chǎn)PLC品牌可能在產(chǎn)品質(zhì)量、性價(jià)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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力。此外，這種增長(zhǎng)也可能得益于國(guó)家政策的支持和制造業(yè)自動(dòng)化的推進(jìn)。

6.在2023年上半年，中國(guó)PLC行業(yè)的主要企業(yè)——和利時(shí)自動(dòng)化、傲拓科技、匯川技術(shù)、中控技術(shù)在推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中取得了顯著成就。這些公司上半年財(cái)務(wù)表現(xiàn)不僅顯示了中國(guó)PLC行業(yè)在國(guó)產(chǎn)化道路上的堅(jiān)定步伐，也反映了市場(chǎng)對(duì)國(guó)產(chǎn)PLC產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求和信心。這些數(shù)據(jù)整體上顯示了中國(guó)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(guó)產(chǎn)PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中逐漸增強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。盡管部分企業(yè)面臨挑戰(zhàn)，但整體來看，中國(guó)PLC行業(yè)在2023年上半年呈現(xiàn)出健康且積極的增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)示著在全球高端制造市場(chǎng)的潛力和未來發(fā)展方向。

7.2023年中國(guó)國(guó)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(duì)PLC產(chǎn)業(yè)的扶持，特別是在工業(yè)控制系統(tǒng)的多點(diǎn)位、低延時(shí)、高可靠、低能耗軟件產(chǎn)品方面的聯(lián)合攻關(guān)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)PLC企業(yè)正在利用本土化優(yōu)勢(shì)、高性價(jià)比、快速的售后服務(wù)響應(yīng)，加強(qiáng)在小型PLC市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，并逐步滲透至中大型PLC市場(chǎng)。網(wǎng)絡(luò)安全和工控安全要求的提升，也推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程。市場(chǎng)方面，雖然國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)目前主要由國(guó)外企業(yè)主導(dǎo)，但國(guó)產(chǎn)小型PLC憑借產(chǎn)品性價(jià)比和快速的客戶需求響應(yīng)，在中低端工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)中逐漸提升了競(jìng)爭(zhēng)力。自主可控的重要性提升和供應(yīng)鏈、價(jià)格、安全的挑戰(zhàn)，迫切需要解決工業(yè)計(jì)算設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化問題，尤其是在工業(yè)高端計(jì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

8.中國(guó)對(duì)于PLC國(guó)產(chǎn)化的要求涵蓋了多個(gè)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(guó)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(guó)防系統(tǒng)的安全性、減少對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴、提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力。在航空航天、軍工、水利和核電等關(guān)鍵領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)化尤其重要，因?yàn)檫@些領(lǐng)域?qū)τ趪?guó)家的安全和發(fā)展至關(guān)重要，依賴進(jìn)口產(chǎn)品可能帶來安全風(fēng)險(xiǎn)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(guó)產(chǎn)化有助于提高國(guó)內(nèi)制造業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)水平。

9.全球供應(yīng)鏈變化中有利于國(guó)產(chǎn)PLC的因素,當(dāng)前，中國(guó)PLC市場(chǎng)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(chǎng)的變化，例如芯片缺貨和原材料價(jià)格上漲，全球PLC市場(chǎng)價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。這一趨勢(shì)不僅影響了市場(chǎng)價(jià)格結(jié)構(gòu)，還促使國(guó)內(nèi)企業(yè)加快PLC自主化進(jìn)程，以應(yīng)對(duì)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(jì),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(guó)產(chǎn),滿足國(guó)家對(duì)國(guó)產(chǎn)化的要求,可以應(yīng)用于關(guān)鍵領(lǐng)域。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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(jí)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(jí)應(yīng)用