新型工控啟航行動丨福州大學首發(fā)國產全棧自研CodeOne工業(yè)控制平臺，助力國產工控生態(tài)破局
“新型工控啟航行動”旨在凝聚產業(yè)共識，探索新型工業(yè)控制技術路徑，推動產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。作為國內最具權威和影響力的新型工業(yè)控制產品測試活動，測試結果展現(xiàn)了新型工業(yè)控制廠商產品優(yōu)化迭代的能力，并為企業(yè)用戶提供了可靠、精準的選型參考，推動我國新型工業(yè)控制技術體系向網(wǎng)絡化、開放化、智能化方向深化演進，并驅動產業(yè)生態(tài)協(xié)同創(chuàng)新與關鍵技術規(guī)模化落地進程。
經(jīng)過中國信息通信研究院集中測試，福州大學工業(yè)自動化控制技術與信息處理福建省高校重點實驗室自主研發(fā)的CodeOne工業(yè)控制平臺，憑借圖形無代碼編程架構與多品牌PLC無縫兼容的核心優(yōu)勢，順利通過本次“新型工控啟航行動”產品測試。目前CodeOne平臺已在新能源、電力、化工、機械、紡織、家具、電池、市政等多個行業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化應用，成功替代國外工控系統(tǒng)，推動國產裝備在汽車制造、新能源等高端技術領域的自主化突破。
在工業(yè)4.0浪潮推動下，福州大學上述實驗室研究團隊聚焦流程工業(yè)和離散制造業(yè)關鍵領域的工控數(shù)智化需求，自主研發(fā)了面向分布式控制系統(tǒng)的CodeOne工控軟件平臺，以圖形無代碼編程技術和多品牌異構PLC兼容適配為目標，突破國外工控軟件廠家在這一領域的技術壟斷，實現(xiàn)跨廠商硬件集成系統(tǒng)的統(tǒng)一編程，為IT與OT的深度融合創(chuàng)造有利條件。
CodeOne工控軟件平臺面向不同設備廠商大/中/小型可編程邏輯控制器（PLC）和IPC提供統(tǒng)一無代碼組態(tài)編程環(huán)境、無差別編譯器與標準化運行時，軟件功能覆蓋工控系統(tǒng)的控制層、邊緣層、服務層和應用層（見下圖），支持“數(shù)據(jù)采集-智能處理-應用開發(fā)-反向控制”全鏈條閉環(huán)。控制層可集成軟PLC運行時內核，支持多種異構PLC/IPC硬件；邊緣層可支持EtherCAT、Profibus、OPC UA、MQTT等多種協(xié)議，集成邊緣計算、斷網(wǎng)續(xù)傳、國密算法；服務層集成容器、微服務技術和輕量化大語言模型，支持大容量數(shù)據(jù)存儲、周期定時/事件觸發(fā)/接口交互等多種類型的復雜邏輯編排處理服務；應用層集成支持IT與OT融合的PLC無代碼組態(tài)編程工具，支持端邊云協(xié)同的運動控制和PLC多機集群分布式控制等多種應用。
CodeOne工控軟件平臺架構
福州大學CodeOne工控軟件平臺的主要技術指標如下：
①核心模塊100%自主研發(fā)，并兼容麒麟/歐拉操作系統(tǒng)及TiDB/GaussDB國產數(shù)據(jù)庫，集成SM系列國家商用密碼算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全加固；
②采用統(tǒng)一圖形組態(tài)編程技術，實現(xiàn)維控、匯川、信捷、臺達、創(chuàng)智達、研祥、邁沖、億維、索奇、臺塑、西門子、施耐德、三菱、歐姆龍、羅克韋爾等20+國內外主流PLC/IPC圖形化無代碼標準化編程，支持虛擬與物理控制器之間的圖形化交互（虛實融合）；
③集成LLM大模型輔助決策、控制程序實時可視化監(jiān)測及無擾動在線修改功能，滿足工業(yè)4.0柔性生產需求；
④支持基于GB/T 15969-3（IEC61131-3）標準圖形建模語言和C/C++、Python、Java、GO等高級語言編程；
⑤支持功能塊語言的運動控制功能，可以進行伺服電機和變頻器控制，機器人多軸同步運動控制，以及多機器人協(xié)同控制；
⑥支持接入多種工業(yè)以太網(wǎng)和總線協(xié)議，Modbus-TCP/RTU、Fins、EtherCAT、Profibus、Ethernet/IP、OPC UA、MQTT、UDP等；
⑦支持面向多個控制系統(tǒng)的圖形化編排服務，根據(jù)功能單元資源需求調度；
⑧支持面向訂單管理等業(yè)務系統(tǒng)的圖形化編排服務，可根據(jù)業(yè)務單元需求進行IT業(yè)務系統(tǒng)和OT控制系統(tǒng)的協(xié)同調度；
⑨支持云/邊/端多級協(xié)同控制功能，實現(xiàn)PLC控制器和虛擬控制器之間的分布式通信和協(xié)同運行；
⑩支持全業(yè)務模塊的容器化管理及在線資源調整；
?支持數(shù)據(jù)篩選、過濾、抽取等預處理功能，可通過業(yè)務圖形組態(tài)設定條件；
?支持自然語言人機交互，集成基于大模型與控制器的智能問答功能；
?支持控制邏輯組態(tài)在線增量編譯下載；
?單個虛擬控制器支持I/O點數(shù)量≥4000點；
?數(shù)據(jù)采集時延低于200ms；
?控制組態(tài)邏輯執(zhí)行的循環(huán)周期最小可達1ms。
新型工業(yè)控制平臺測試床
CodeOne工控軟件平臺各項技術能力已通過“減速箱自動化組裝-檢測-拆卸生產線測試床”的綜合測試驗證，支持利用標準化的圖形組態(tài)程序替代西門子、ABB等國外廠商PLC和機器人控制程序，實現(xiàn)PLC和工業(yè)機器人異構設備同構化，以及IT與OT融合的云邊協(xié)同控制。
“新型工控啟航行動”檢測證書與檢測報告
典型案例
案例1
鋰電池攪拌工序智能協(xié)同制造系統(tǒng)
針對新能源行業(yè)生產信息化痛點問題，基于CodeOne工控軟件平臺，研制新型智能攪拌中控系統(tǒng)，管理陰陽極生產線，包含配方、工步、批次、質量、異常、監(jiān)控、故障、報警、分析、設備、追溯、調度、控制、緩存等管理功能模塊，實現(xiàn)生產過程的防呆防錯，極大地減少了產品的不良品率，增強了生產過程的數(shù)據(jù)管理和信息處理能力。該系統(tǒng)已在新能源領域重點企業(yè)中得到應用，改變了鋰電行業(yè)長期使用國外工業(yè)軟件的局面。該系統(tǒng)投入使用后，設備利用率提升了15%，產能提升了10%，生產人員操作的差錯率也得到大幅度減少。
CodeOne在鋰電池攪拌工序智能協(xié)同制造系統(tǒng)中的應用
案例2
火電行業(yè)燃煤機組分布式智能控制系統(tǒng)
充分利用CodeOne工控軟件平臺中的數(shù)據(jù)引擎技術構建新型火電機組分布式控制系統(tǒng)（DCS），實現(xiàn)全球首例基于PLC的DCS控制站集群，適應新型電力系統(tǒng)對煤電機組深度調峰、快速爬坡等靈活性調節(jié)的需求。打破傳統(tǒng)外掛模式限制，針對生產環(huán)境惡劣、經(jīng)營決策效率低、數(shù)據(jù)集成與共享難等痛點，實現(xiàn)智能控制與DCS的一體化集成。
CodeOne在火電行業(yè)智能分布式控制系統(tǒng)中的應用
案例3
面向板式家具的大規(guī)模定制智能制造系統(tǒng)
為滿足板式家具行業(yè)大規(guī)模定制高產、高效率的生產節(jié)奏，適應日益定制化、個性化的產品需求，以板式家具制造行業(yè)為研究對象，針對質量管控難度大、產線物流效率低等行業(yè)痛點，采用CodeOne工控軟件平臺技術，研制面向板式家具的智能制造系統(tǒng)，集成生產管理和生產控制兩大功能板塊，將傳統(tǒng)生產車間的制造設備孤島聯(lián)接成一條智能化生產線，最大程度縮短每批次板件的生產周期，加快物流轉運，減少工序之間的等待時間，提高設備利用率15%以上，產能提升10%以上，單條產線預估每年減少人員成本15萬以上。
CodeOne在板式家具大規(guī)模定制智能制造生產線上的應用
單位簡介
ENTERPRISE
工業(yè)自動化控制技術與信息處理福建省高校重點實驗室是由福建省教育廳主管，依托福州大學電氣工程與自動化學院建設的省級平臺。實驗室設立了復雜工業(yè)系統(tǒng)控制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與處理、云控制技術三大研究方向。實驗室重視多學科交叉融合，充分發(fā)揮福州大學電氣學院的學科優(yōu)勢，聯(lián)合省內外科研機構和企業(yè)單位，圍繞“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通用平臺”、“工業(yè)智能”的技術需求，及其在“多領域制造業(yè)智能生產與管控系統(tǒng)”工程應用的科學問題和共性技術難點，深入開展科學研究，已在PLC編程平臺、工業(yè)云/數(shù)據(jù)庫、APP開發(fā)環(huán)境、邊緣計算網(wǎng)關技術，以及機加工智能制造生產線、火電機組云仿真解決方案等方面取得多項科研成果，為工控軟件的國產替代做出了貢獻。
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