01 前言

隨著工業數字化進程加速與IT/OT深入融合，不斷增加的OT核心數據已經逐步成為工業自動化行業的核心資產
，而OT層數據具備高實時、高精度、冗餘度高
、數據量大等等特點，如何獲取更加精準的OT數(shu)據(ju)對(dui)數(shu)字(zi)化(hua)進(jin)程(cheng)起(qi)到(dao)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，同(tong)時(shi)隨(sui)著(zhe)國(guo)內(nei)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)逐(zhu)步(bu)進(jin)入(ru)中(zhong)高(gao)端(duan)應(ying)用(yong)

，更(geng)加(jia)精(jing)準(zhun)的(de)控(kong)製(zhi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)，因(yin)此(ci)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)高(gao)實(shi)時(shi)高(gao)性(xing)能(neng)需(xu)求(qiu)尤(you)其(qi)突(tu)出(chu)。

麵對以上挑戰，合作夥伴翌控科技基於米爾STM32MP135開發板發布開放式高實時高性能PLC控製器解決方案，將高精準數據采集、預處理
、存儲
、通信與高實時控製融為一體，為控製係統邁向完全數字化中高端控製提供一個非常好的選擇。

02 STM32MP135處理器簡介

STM32MP135係列處理器具備1GHz高主頻，實現高性能的同時
，具備更低的功耗
，為工業控製產品穩定可靠的執行提供堅實的基礎。同時STM32MP135支持高性能DDR3存儲器，在存儲器性能與抖動抑製方麵實現極大的優化。為了實現工業實時以太網EtherCAT與標準以太網TCP/IP通訊同時運行，STM32MP135設計了2個獨立的高性能千兆以太網MAC單元，經過長時間驗證，通訊效率與穩定性非常高，並且可以很好的適配國產千兆PHY芯片。STM32MP135支持的Eclipse ThreadX實時操作係統

，針對高實時高性能的應用場景
，中斷響應速度低至ns級，而非常高負載情況下ThreadX任務抖動依然可控製在10us以內
，同時完備的HAL驅動庫具備極速外設響應速度。對於熟悉STM32的開發工程師可實現零門檻升級至STM32MP135的開發。

▲STM32CubeMPU MW overview

▲  Middleware Components

03 翌控科技LogicLab解決方案基於STM32MP135平台的實現

翌控科技和STM32聯合開發，完成LogicLab解決方案對STM32MP135處理器的適配
，包括符合IEC61131-3標準的PLC運行係統、Modbus協議棧、CANopen主站協議棧、EtherCAT主站協議棧

、運動控製等等組件。

同時翌控科技對STM32MP135處理器的Eclipse ThreadX實時操作係統適配與BSP驅動進行了針對於PLC應用的增強。經過詳細測試，基於STM32MP135平台LogicLab解決方案性能均達到先進水平，關鍵技術參數如下：

• PLC存儲器：程序區: 16MB，數據區: 32MB，掉電保持區: 128KB
• PLC基礎指令執行性能: 4ns
• PLC高速IO中斷響應能力: <1us
• PLC中斷任務響應能力: <10us
• EtherCAT主站推薦最小周期(開啟DC): 250us(小於8從站)，500us(小於16從站)，1ms(小於32從站)
• EtherCAT任務與DC從站時間偏差: <10us
• 運動控製最大軸數:40軸(含脈衝軸與虛擬軸)

翌控科技LogicLab解決方案應用架構圖:

翌控科技基於STM32係列處理器提供全新LogicLab Runtime SDK 2.0版本，基於標準開發板集成Eclipse ThreadX組件、板級驅動、PLC核心庫移植
、現場總線通訊庫
、運動控製庫實現等等功能，實現開箱即用
，大幅削減基礎平台研發投入。LogicLab Runtime SDK可直接通過STM32CubeIDE導入工程，並進行編譯並生成固件，同時可基於C/C++對PLC核心功能進行擴展，完全固化行業核心Knowhow，從而實現獨特的PLC控製器產品
，核心架構圖如下:

04 開放式硬件生態

開放式高實時高性能PLC控製器產品的硬件生態，可以加速客戶開發產品進度以及降低研發難度和風險。通過與米爾電子深入合作
，LogicLab Runtime SDK已適配米爾電子的MYD-YF135-4E512D-100-I開發板，該開發板采用核心板+底板分離式設計
，工業級設計可快速進行產品化
，具備2路千兆以太網接口同時適配以太網通訊(支持ModbusTCP通訊)與EtherCAT主站，1路RS485與1路RS232適配ModbusRTU接口，1路CAN總線適配CANopen主站，外擴RGB顯示屏可進行圖形化界麵開發以及引出多路通用GPIO實現本地高速IO子係統，開發板圖片如下:

米爾STM32MP135開發板

05 結論

借助於STM32優秀的MPU產品與豐富的RTOS軟件生態以及板級硬件夥伴米爾電子的工業級模組，翌控科技實現開放式高實時高性能PLC控製器解決方案，通過發布開放式LogicLab Runtime SDK軟件包，用戶可快速實現具備競爭力的PLC控製器產品，並且大幅降低了研發團隊投入，為全麵實現數字化智能化控製係統奠定堅實的基礎。