本文分享自中移OneOS微信公众号《工业控制-PLC简介》。
前世今生工业控制
先说一个比较尴尬的概念描述:
工业控制系统是由计算机和工业过程控制部件组成自动控制系统。工业控制系统收集和监控现场数据，以控制信号输出计算结果，最终实现设备的自动运行或对被控对象的管理和监控。由于大数据量和高速传输的要求，自动控制系统逐渐与以太网相结合，向网络发展发展从CCS(计算机集中控制系统)，DCS(分散控制系统)，现在是最流行的FCS（总线控制系统）。
A:传统的自动控制系统采用一对一I/O连接方式，即每个对象都需要单独与控制器连接，如果信号数量多，线路连接将非常复杂，如下图所示：
然而，随着现场总线技术的出现，这一问题得到了极大的改善，现场工业设备通过总线的拓扑连接。总线连接设计简单，降低了后期维护成本，由于现场总线的实时性，可以大大提高信号传输的准确性，减少传输误差。
A:开环控制只受输入的影响，无反馈，控制精度和抑制干扰能力较差，比如生活中使用的风扇就可以理解为开环控制系统，设定好挡位，风扇转速就基本是一定的，无反馈，不能根据环境温度自动转速。
闭环控制系统以反馈为基础，通过输入值和预期值的偏差进行系统控制，可以获得更好的控制性能。例如，冰箱的控制系统是闭环控制系统，它将根据冰箱中的实际温度进行调整。
可编程逻辑控制器
再来一段尴尬的描述:
控制器是整个控制系统核心部件，可编程逻辑控制器目前应用最广泛(Programmable Logic Controller，PLC)，PLC它是一种广泛应用于工业中的数字操作控制器，基于可编程存储器，其执行逻辑操作、顺序控制、数学操作等操作，控制各种工业设备。
这里不得不提PLC一种关键技术-循环扫描执行模式：
在扫描周期内，PLC执行过程分为三个步骤：输入、计算、输出。系统启动后，PLC扫描系统各输入点（如外部传感器），读取输入点数据，输入数据按既定程序计算，最后根据计算结果输出相应的控制信号。控制器系统始终按照用户设定的扫描周期进行输入、计算和输出。
以锅炉温度调节控制为例，解释为什么循环扫描的执行方法非常适合工业过程控制。
该温度调节系统的作用是让锅炉内的温度保持稳定，设计的温度调节系统基本原理如上图所示，在每个扫描周期，PLC设定温度与实际温度之间的差异，然后将温度误差作为PID计算控制器的输入，将计算结果转换为一定比例的脉冲输出，然后控制功率模块，最终输出电压控制加热管，保持炉内温度稳定。PID控制器可以使整个系统满足一定的控制要求（动态误差、静态误差、超调、稳定时间等），使系统控制更快、更稳定。
OneOS可编程控制器
借助CODESYS的东风，OneOS将不断丰富源码中的工业控制组件，同时OneOS将推出一个基础IEC 请期待61131-3编程功能强大的工业控制器！
由于工业控制器的操作系统是硬实时操作系统，硬实时操作系统可以确保系统在确定的时间内有一定的输出PLC循环扫描执行模式、连续输入、计算、输出、所有操作都需要在扫描周期内完成，特别是运动控制，对系统的实时性提出了更高的要求。而OneOS核心是一种极简主义的硬实时核心，提供多任务管理调度、任务间同步信号量和相互排斥、任务间通信消息队列和电子邮件，以及内存管理，支持任务占用、优先继承等机制，具有优良的实时性。
在工业控制领域，基于总线的控制系统是最流行的，总线通信适用于远程通信和被控对象较多的情况，OneOS支持CANopen、Modbus经典的总线协议可以更方便地将工业过程控制部件纳入总线网络，实现方便实时的控制。
可靠性和安全性是工业产品的重要标签，工业控制产品大多需要长期安全可靠的运行，OneOS内核符合极简主义和稳定性的初衷IEC 61508标准通过PSA安全认证是可靠安全的核心。
CODESYS为OneOS提供符合IEC 61131- 3.支持所有国际标准和国际标准PLC开放式工业软编程语言PLC开发工具套件，方便用户专注于上层应用软件的开发，可以忽略底层系统的变化，快速开发工业控制解决方案。
应用案例
OneOS与知名物联网企业合作，共同开发PLC，包括支持Modbus协议，梯形图编辑，以太网，4G网络通信等功能。目前主要从事芯片、驱动移植和PLC预计下半年产品将正式推出系统开发套件的适应开发。
在工业芯片层面，将与宁波中控微电子合作OneOS集成于CMC芯片支持各种工业通信标准、控制算法和IEC61131-3标准5种编程语言。
CMC芯片可应用于智能制造装备、工业互联网、工业机器人等行业，助力中小企业轻松实现智能控制。
OneOS是中国移动针对物联网领域推出的轻量级操作系统，具有可裁剪、跨平台、低功耗、高安全等特点，支持ARM Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V等主流CPU架构，兼容POSIX、CMSIS等标准接口，支持Micropython语言开发，提供图形化开发工具，能够有效提高开发效率并降低开发成本，帮助客户开发稳定可靠、安全易用的物联网应用。 官网地址：https://os.iot.10086.cn/
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