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(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令，通過(guò)數字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機械設備或生產(chǎn)過(guò)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)化控制的數字運算控制器，可以將控制指令隨時(shí)載入內存進(jìn)行儲存與執行?？删幊炭刂破饔蒀PU、指令及數據內存、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等功能單元組成。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(lái)隨著(zhù)不斷地發(fā)展，這些當初功能簡(jiǎn)單的計算機模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制、時(shí)序控制、模擬控制、多機通信等各類(lèi)功能，名稱(chēng)也改為可編程控制器(Programmable Controller)，但是由于它的簡(jiǎn)寫(xiě)PC與個(gè)人電腦(Personal Computer)的簡(jiǎn)寫(xiě)相沖突，加上習慣的原因，人們還是經(jīng)常使用可編程邏輯控制器這一稱(chēng)呼，并仍使用PLC這一縮寫(xiě)。 

3.工業(yè)上使用的可編程邏輯控制器已經(jīng)相當或接近于一臺緊湊型電腦的主機，其在擴展性和可靠性方面的優(yōu)勢使其被廣泛應用于各類(lèi)工業(yè)控制領(lǐng)域。不管是在計算機直接控制系統還是集中分散式控制系統DCS，或者現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS中，總是有各類(lèi)PLC控制器的大量使用。PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)商很多，如西門(mén)子、施耐德、三菱、臺達等，幾乎涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廠(chǎng)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，國產(chǎn)化趨勢在近年來(lái)成為中國制造業(yè)的一個(gè)重要話(huà)題。隨著(zhù)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(zhù)的發(fā)展。首先，國內廠(chǎng)商在硬件設計和軟件編程上逐漸擺脫對國外技術(shù)的依賴(lài)，通過(guò)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(shí)現自動(dòng)化升級。再者，政府政策的支持也在推動(dòng)國產(chǎn)PLC的發(fā)展，例如通過(guò)補貼和研發(fā)資助，鼓勵企業(yè)采用國產(chǎn)設備。

5.根據市場(chǎng)研究數據顯示，2018-2022年五年間，國產(chǎn)PLC品牌市場(chǎng)占有率連續五年呈現上漲趨勢，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?xún)r(jià)比、技術(shù)創(chuàng )新以及客戶(hù)服務(wù)等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)步，從而增強了在國內外市場(chǎng)的競爭力和吸引力。此外，這種增長(cháng)也可能得益于國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)國產(chǎn)化進(jìn)程中取得了顯著(zhù)成就。這些公司上半年財務(wù)表現不僅顯示了中國PLC行業(yè)在國產(chǎn)化道路上的堅定步伐，也反映了市場(chǎng)對國產(chǎn)PLC產(chǎn)品日益增長(cháng)的需求和信心。這些數據整體上顯示了中國PLC行業(yè)在自主研發(fā)和創(chuàng )新方面的顯著(zhù)進(jìn)步，也突顯了國產(chǎn)PLC產(chǎn)品在國內外市場(chǎng)中逐漸增強的競爭力和影響力。盡管部分企業(yè)面臨挑戰，但整體來(lái)看，中國PLC行業(yè)在2023年上半年呈現出健康且積極的增長(cháng)趨勢，預示著(zhù)在全球高端制造市場(chǎng)的潛力和未來(lái)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(zhù)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)展規劃》明確強調了對PLC產(chǎn)業(yè)的扶持，特別是在工業(yè)控制系統的多點(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)，國內PLC企業(yè)正在利用本土化優(yōu)勢、高性?xún)r(jià)比、快速的售后服務(wù)響應，加強在小型PLC市場(chǎng)的競爭力，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)了國產(chǎn)替代的進(jìn)程。市場(chǎng)方面，雖然國內PLC市場(chǎng)目前主要由國外企業(yè)主導，但國產(chǎn)小型PLC憑借產(chǎn)品性?xún)r(jià)比和快速的客戶(hù)需求響應，在中低端工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)中逐漸提升了競爭力。自主可控的重要性提升和供應鏈、價(jià)格、安全的挑戰，迫切需要解決工業(yè)計算設備的國產(chǎn)化問(wèn)題，尤其是在工業(yè)高端計算設備方面。此外，工業(yè)軟件發(fā)展的政策支持為PLC行業(yè)帶來(lái)新機遇，預期到2025年將顯著(zhù)提升工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場(chǎng)競爭力。

8.中國對于PLC國產(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(zhù)應用。此外，小型PLC主要應用于半導體、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)鍵基礎設施和國防系統的安全性、減少對外國技術(shù)的依賴(lài)、提高國內產(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)域對于國家的安全和發(fā)展至關(guān)重要，依賴(lài)進(jìn)口產(chǎn)品可能帶來(lái)安全風(fēng)險和供應鏈不穩定的問(wèn)題。在其他行業(yè)，如電池、冶金、物流、半導體等，國產(chǎn)化有助于提高國內制造業(yè)的整體競爭力和技術(shù)水平。

9.全球供應鏈變化中有利于國產(chǎn)PLC的因素,當前，中國PLC市場(chǎng)正面臨著(zhù)顯著(zhù)的發(fā)展機遇和一些挑戰。隨著(zhù)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)格呈現上漲趨勢。這一趨勢不僅影響了市場(chǎng)價(jià)格結構，還促使國內企業(yè)加快PLC自主化進(jìn)程，以應對高端產(chǎn)品供應不足的問(wèn)題。

10.此款式PLC 方案基于ST主控芯片： STM32MP257FAK3設計,超高的主頻,帶有多接口EtherCAT,加之ST芯片本土化策略,可以認為此方案所有供應物料100%國產(chǎn),滿(mǎn)足國家對國產(chǎn)化的要求,可以應用于關(guān)鍵領(lǐng)域。

?場(chǎng)景應用圖

?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

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(kāi)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(yǔ)言 8.支持級聯(lián)擴展便捷 9.互聯(lián)友好組網(wǎng)便捷 10.支持多種通訊方式 11.應用領(lǐng)域廣泛 12.編程友好，輕松完成高級應用