英特爾工業(yè)控制白皮書2025年版

主編：胡楊、馬小龍、瞿好聰、朱永佳編委：曹劍波、方辛月、高楊帆、劉波、李世奇、邱麗穎、王愛喜、王虎文、張恒、張心宇柔性智能化輸出等更高級別的數(shù)字化和智能化邁進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、視覺輔助、在這一轉(zhuǎn)型的浪潮中，PC-based運(yùn)動控制憑借其卓越的靈活性和可擴(kuò)展性， 04 07 22 24 24 26 28 29 303.3.4軟PLC 32 32 333.4.3大模型賦能機(jī)械臂控制 34 374.2電力行業(yè)：南瑞繼保數(shù)字變電站系統(tǒng) 39 424.4包裝印刷行業(yè)：埃斯頓翠歐視控一體控制器 454.5鋁機(jī)行業(yè)：信捷門窗智能制造系統(tǒng) 474.6電子制造行業(yè)：諾達(dá)佳集成AI能力的運(yùn)動控制器 50 545.2PIPC工業(yè)控制產(chǎn)品推薦 595.3PIPCxCODESYS推廣項(xiàng)目介紹 66 隨著軟件定義自動化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，以及基于PC架構(gòu)的運(yùn)動控制器廣泛部署，特定的技術(shù)需求和行業(yè)趨勢由生產(chǎn)流程的復(fù)雜化和精細(xì)化，帶來對于更多電機(jī)和執(zhí)行器同步控制的需求增長，以實(shí)現(xiàn)精確的多點(diǎn)協(xié)調(diào)和同步。傳統(tǒng)的控制解決方案，如單一的可編程邏輯控制器(隨著軟件定義自動化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，以及基于PC架構(gòu)的運(yùn)動控制器廣泛部署，特定的技術(shù)需求和行業(yè)趨勢由生產(chǎn)流程的復(fù)雜化和精細(xì)化，帶來對于更多電機(jī)和執(zhí)行器同步控制的需求增長，以實(shí)現(xiàn)精確的多點(diǎn)協(xié)調(diào)和同步。傳統(tǒng)的控制解決方案，如單一的可編程邏輯控制器(PLC)或微控制器，往往在處理大規(guī)追求更短的控制周期以提高控制精度成為了行業(yè)發(fā)展的趨勢。在高速自動化生產(chǎn)線、精密加工以及高精度定位系統(tǒng)中，縮短控制周期能夠顯著提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度和加工精度，這對提高最終產(chǎn)品的性能和可靠性具有決定性影響。同時，更短的控制周期也意味著對系統(tǒng)抖動的進(jìn)一步減小和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時在生產(chǎn)環(huán)境不斷向智能化方向發(fā)展的過程中，對于更為高級和智能化的控制算法的需求日益上升?，F(xiàn)代控制算法的職責(zé)已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的開環(huán)或閉環(huán)控制任務(wù)，它們必須并具備自適應(yīng)和預(yù)測能力。此外，結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，這些算法能夠深入分析數(shù)據(jù)，并對隨著自動化控制在整個生產(chǎn)環(huán)境中與信息化和智能化的深度融合，對計算資源的高效利用和整體方案成本的優(yōu)化愈發(fā)受到重視。通過多任務(wù)負(fù)載的整合，可以提升硬件資源的使用效率、降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本。在這一整合過程中，鑒于控制任務(wù)的關(guān)鍵性質(zhì)，保障實(shí)時任務(wù)的性能穩(wěn)定性、確保系統(tǒng)安全工業(yè)控制行業(yè)發(fā)展概況0202 0202英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇—英特爾凌動?處理器x7000E/x7000RE系列、英特爾?處理器N系列以及英特爾?酷睿?i3-N305處理器，支持英特爾凌動?處理器x7000RE系列x6000RE系列比較（估計值）x6000RE系列比較x6000RE系列比較9.83倍x6000RE系列比較04?支持最多8個E-core（能效核），在新架構(gòu)?高達(dá)3.8GHz的CPU睿頻?平臺控制器中樞(PCH)上支持時間敏感型網(wǎng)絡(luò)(TSN)的2.5GbE集成MAC?首次在入門級產(chǎn)品線中支持DDR5/LPDDR5內(nèi)存，從而進(jìn)一步保障了非實(shí)時任務(wù)大量數(shù)據(jù)?工業(yè)級SKU支持寬溫運(yùn)行?英特爾?AmstonLake平臺支持無顯示輸出SKU(headless)?CPU支持英特爾?AdvancedVector02圖形架構(gòu)。最多32個執(zhí)行單元(EUs)，圖形頻率高達(dá)1.25GHz，可用于輕量化AI模型推理02英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)硬件篇?英特爾?PTT—符合2.0規(guī)范的集成TPM，使用加密技術(shù)儲存敏感數(shù)據(jù)、密鑰和身份靜態(tài)道(LTSC)?Ubuntu、RHEL、WRLinux）（?支持ZephyrRTOS、WindRiverVxW及BlackBerryQNX05英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02Upto16GB,supportsin-bandECCTwoUSB-CGPUvirtualization,AV1,FP32,FP16,INT86Wto15WTDPNinePCIe3.0lanesIntel?TimeCoordinatedComputing22.5GbETime-SensitiveNetworking–capableMACWi-Fi5/Bluetooth5.2eSPE,SPI,SMBus,HDaudioIntel?DeepLearningBoostwithVNNIIntel?UHDGraphicsUptothreeconcurrent4K60displaysPipelock(Windowsonly)IntelAtom?processorsx7000ESeriesandIntel?Core?i3-N305processorsCPUTwo,four,oreightsingle-threadede?cient-cores16,24,or32IntelUHDGraphicsexecutionunits(EUs)FourUSB3.2oreightUSB2.0lanesSATAGen3.2,UART,eMMC,DDR4-3200,DDR5-4800,LPDDR5-4800Intel?AVX2(IPU6EP)PCH06英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02的創(chuàng)新混合架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了計算資源的高效分配。這些處理器最多搭載8個P核，輕松應(yīng)對IT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理、分暢的視覺體驗(yàn)，還賦予功耗和空間受限應(yīng)用以AI推理的能力。得益于英特爾?PLL鎖相環(huán)技術(shù)，這些處理器能夠保證E核上的實(shí)時任務(wù)始終以預(yù)設(shè)頻率運(yùn)行，而P核等其他核心則可以根據(jù)負(fù)載需求動態(tài)調(diào)整頻率，這一變革相較于以往平臺上所有核心鎖定在基頻以確保實(shí)時性的做法，顯著提升了性能，更加適應(yīng)于控制負(fù)載整合的場景。集成了多達(dá)14個計算核心和20個線程的這一系列處理器，結(jié)合了實(shí)時性能、強(qiáng)化的AI處理能力、高級圖形處理功能以及PCIe5.0技術(shù)支持，為IT與OT英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02性能測量結(jié)果基于同處理器的比較1GPU圖像分類推理性能提升12.47倍顯卡性能提升1多線程性能提升1單線程性能提升1070202英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)硬件篇?支持時間敏感型網(wǎng)絡(luò)(TSN)者4個一組E核作為實(shí)時任務(wù)，而其他核按需?IBECC內(nèi)存SKU支持無風(fēng)扇設(shè)計?工業(yè)級SKU支持寬溫運(yùn)行(EU)，便于視覺識別、測量以及視覺引導(dǎo)等應(yīng)?通過在CPU上運(yùn)行包含VNNI指令的英特DLBoost在GPU上運(yùn)行DP4a(int8)指令，?英特爾?融合安全管理引擎(Intel?CSME)(LTSC)?支持EFLOW?Celadon(Android)（社區(qū)支持）?支持Ubuntu、RedHatEnterprise、Wind08英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02MIPICSI(IPU)EmbeddedDisplayPort(eDP)1.4bHBR3DDR4-3200,DDR5-4800x4Thunderbolt?4/USB4Wi-Fi6E(Gig+)x4USB3GbELANPCIe3.0SATA3.0x2eSPI50mmx25mmx1.3mmBGAType3IntegratedSensorHub(ISH)SPIwithTHCChipsetx12lanesx8lanes(H-seriesonly)LP4x-4267,LP5-6400HDMI2.0bx10USB2PCIe5.0*SPI性能測試結(jié)果基于配置信息中顯示的日期進(jìn)行的測試，且可能并未反映所有公開可用的安全更新。硬件、軟件或配置中的任何差異將可能影響您的實(shí)際性能。關(guān)于性能和基準(zhǔn)測試程序結(jié)果的更多信息，請訪問：/Perfo09英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02性能。這些處理器為計算密集型的邊緣應(yīng)用提供了更多的核心和內(nèi)存資源，并以高于移動平臺的CPU單核基頻，滿足對更短控制周期（百微秒級）、更多軸控（上百軸）以及更復(fù)雜運(yùn)動規(guī)劃和控制算法的高端控制場景的需求。得以提升實(shí)時工作負(fù)載的性能，同時，非實(shí)時任務(wù)的核心可以根據(jù)負(fù)載動態(tài)調(diào)整頻率，實(shí)現(xiàn)靈活的性能管理。內(nèi)置的英特爾?超核芯顯卡不僅支持動態(tài)視覺體驗(yàn)，還將AI計算能力延伸至邊緣，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供靈活的部署選項(xiàng)。多樣化的SKU選項(xiàng)提供了豐富的功能選擇，包括更多的核心以提升插入式應(yīng)用的多任務(wù)處理能力，以及針對工業(yè)應(yīng)用英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02酷睿?處理器1GPU圖像分類推理性能提升1顯卡性能提升1單線程性能提升1多線程性能提升1英特爾?AdaptiveBoostTechnology和?支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)?支持英特爾?SpeedShift技術(shù)，可將CPU0202英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)硬件篇?支持Windows10IoTEnterprise2021LTSC和EFLOW?YoctoProjectLinux、Ubuntu、RedHat）（?Real-TimeSystems(RTS)系統(tǒng)管理程序英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02嵌入式DisplayPort(eDP)1.4b4xDDIDisplayPort1.4aHDMI2.18xDMI4.04xPCIe4.0USB3(10G)英特爾?600系列2.5GbE，具備TSN功能可選獨(dú)立雷電技術(shù)4/USB4接口eSPISPISMBus高清音頻、MIPISoundWire?處理器（第14代）USB3(5G)SATA3.0獨(dú)立Wi-Fi7PCIe3.02條通道/2DPC獨(dú)立Wi-Fi6EUSB3(20G)DDR4和DDR516xPCIe5.04xPCIe4.0性能測試結(jié)果基于配置信息中顯示的日期進(jìn)行的測試，且可能并未反映所有公開可用的安全更新。關(guān)于性能和基準(zhǔn)測試程序結(jié)果的更多信息，請訪問：02采用高能效BGA封裝技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的AI和圖形處理能力，本系列處理器旨在加速AI+控制解決方案的部署。得益于英特爾?SpeedShift技術(shù)，這些處理器能夠?yàn)闀r任務(wù)的性能。同時，對于非實(shí)時任務(wù)，處理器核心能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載動態(tài)調(diào)節(jié)頻率，實(shí)現(xiàn)高度靈活的性能管理。內(nèi)置的英特爾?銳炫?GPU，配備多達(dá)8個Xe核心（最多128個圖形執(zhí)行單元）以及獨(dú)立于CP保AI任務(wù)的高速執(zhí)行，同時避免對CPU的實(shí)時任務(wù)造成干擾。這一系列處理器為AI+控制的邊緣計算應(yīng)用提供了02英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)硬件篇人工智能高達(dá)高達(dá)高達(dá)2.56倍AI性能提升每瓦AI性能提升圖形處理性能提升與上一代產(chǎn)品比較1與上一代產(chǎn)品比較1與上一代產(chǎn)品比較10202英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇?支持英特爾?SpeedShift技術(shù)，可將CPU?高達(dá)LPDDR5-6400、LPDDR5x-7467（Type4載板）、DDR5-5600?8條PCIe5.0通道?多達(dá)20條PCIe4.0通道?Elementalsecurityengine(ESE)?NIST800-88r1（存儲介質(zhì)清理）?Windows10IoTEnterprise2021LTSC和Windows11IoTEnterprise2024LTSC(2H'24)?Ubuntu、RedHatEnterpriseLinux、Wind英特爾助力工控行業(yè)硬件篇英特爾助力工控行業(yè)硬件篇02MIPICSI(IPU)LPDDR5x-7467HBR3DisplayPort2.1(USB-C)Wi-Fi7/6E藍(lán)牙6.0/5.2集成傳感器中樞(ISH)帶THC的SPIx2eSPISPI50mmx25mmx1.35mmBGAType3x10USB2x2USB32x4PCIe4.0x8通道SATA3.0DDR5-56001x8PCIe5.023x4PCIe4.04x雷電技術(shù)4(USB-C)31.包括支持高達(dá)12Gbps的固定速率鏈路(FRL)模式。2.1x8PCIeGen5僅適用于MeteorLake-H平臺。3.請聯(lián)系您的英特爾代表獲取雷電技術(shù)4支持許可。8個X內(nèi)核Ultra處理器嵌入式DisplayPort1.4b 03軟件系統(tǒng)的不同層級均有開源和商用方案可供廠商選擇，控制器廠商也可以按照自身的研發(fā)能力，在不同的層級選擇商用方案來獲得更好的技術(shù)支持和更快的產(chǎn)品落地速度，亦或選擇開源方案來獲得更深度03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇PreemptRT,XenomaiTenasysINTime,IntevalZeroRTX64,KitharaRTSuitePreemptRT,Xenomai虛擬機(jī)虛擬機(jī)RTSHypervisor,MicrosoftHyper-V,AcontisLxWinACRN,KVM,Xen工業(yè)連接協(xié)議工業(yè)連接協(xié)議SiemensPro?net,Beckho?EtherCATModbus,OPCUA,IgHEtherCAT軟軟PLCCodesys,Logiclab,SchneiderEAE,PLCnextOpenPLC17英特爾助力工控行業(yè)軟件篇ntervalzeroRTOSPlatformfortheloTeraRTX64RTX64是英特蒙英特爾助力工控行業(yè)軟件篇ntervalzeroRTOSPlatformfortheloTeraRTX64RTX64是英特蒙(IntervalZero)實(shí)時操作系統(tǒng)RTOS平臺里03INTEGRATEDPLATFORMADDRESSESHARDREAL-TIMESYSTEMREQUITEMENTScustomerApplicationplatformHardReal-timeplatformMulti-coreMultiprocessorHardwareplatform心處理器上支持確定性與硬實(shí)時。這完整的解決方案提供了世界級的使用者體驗(yàn)，優(yōu)于像是DSPs、FPGAs和MCUs等實(shí)時硬件，并且大幅減少需要確定性或硬實(shí)時性的系統(tǒng)開發(fā)成本。對稱多處理架構(gòu)的RTX64充分利用了64位內(nèi)存和效能的優(yōu)勢。獨(dú)特的是RTX64RTOS排程器能夠讓嵌入式實(shí)時應(yīng)用程序直接存取512GB統(tǒng)限制物理內(nèi)存只能有4GB，也是一個很大的進(jìn)步。在工業(yè)制造業(yè)中，RTX64特別適用于需要高精度定時和請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了TenasysINtime是一款實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)，它操作系統(tǒng)緊密集成，為需要高度實(shí)時性能的應(yīng)用提供了英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03RTOS在Windows環(huán)境中運(yùn)行，允許開發(fā)者在同一臺機(jī)器上同時運(yùn)行實(shí)時和非實(shí)時任務(wù)，而無需雙重引導(dǎo)或添加額外的硬件。這種集成為工業(yè)制造業(yè)中的應(yīng)用，如數(shù)控加工、運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控等，提供了和可靠性。它支持多處理器系統(tǒng)，允許實(shí)時任務(wù)在專用的C英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03REAL-TIMESYSTEMSGMBHacongateccompanyREAL-TIMESYSTEMSGMBHacongateccompanyInter-SystemCommunicationGPOSWindowsLinuxCore7Core8I/O,RAM,PCIe,...RTOS1RTOS2Core1Core2I/O,RAM,PCIe,...Core3Core4Core5Core6I/O,RAM,PCIe,...DeviceSharingMassStorage(AHCI/NVMe),USB(xHCI)RTSHypervisor是一款實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)虛擬化解決方案，它允許在同一硬中，RTSHypervisor的特點(diǎn)是它能夠確?？刂葡到y(tǒng)至關(guān)重要。它支持多核處理器，核心，從而提高性能和效率。此外，RTSHypervisor的緊湊設(shè)計最小化了系統(tǒng)的開銷，保證了實(shí)時任務(wù)的快速響應(yīng)時間，這對于機(jī)器人控制、運(yùn)動控制和復(fù)雜的工業(yè)過程自動化尤為重要。通過使用RTS請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了nievel科東軟件nievel科東軟件Intewell-H工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣操作系統(tǒng)是一個集成在Windows/Linux中的實(shí)時擴(kuò)展及虛擬化解決方案。操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了Windows/Linux環(huán)境與實(shí)時環(huán)境并行運(yùn)行，實(shí)時環(huán)境通過Hypervisor技術(shù)運(yùn)行多個虛擬機(jī)，各個程序并行運(yùn)行在自己的虛擬機(jī)(VM)中，相互隔離，互不影響，安全可靠。Intewell-H工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣操作系統(tǒng)可以安裝在用戶自行開發(fā)的硬件上，也可以預(yù)裝在東土的邊緣側(cè)工業(yè)服務(wù)?提供虛擬化環(huán)境下的強(qiáng)實(shí)時保障，實(shí)時虛擬機(jī)中斷響應(yīng)時間達(dá)到微秒級、實(shí)時虛擬機(jī)切換時間小于5us、實(shí)時虛擬機(jī)定時器周期達(dá)到50us03?開放的生態(tài)，良好兼容Windows/Linux應(yīng)用03?預(yù)裝東土工業(yè)控制編程平臺MaVIEW，人機(jī)監(jiān)控平臺KySCADA及KyGate協(xié)議網(wǎng)關(guān)應(yīng)用英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇?集成多種協(xié)議，如Modbus、CANopen、EtherCAT、西門子S7、Pro?net等—請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了20EtherCAT(EthernetforControlAutomationTechnology)是一種基于以太網(wǎng)的高性能工業(yè)自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場總線通信協(xié)議。它由德國的BeckhoffAutomation公司在2003年推出。EtherCAT的主要特點(diǎn)包括：?高速通信：EtherCAT利用以太網(wǎng)的物理層，但是在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)了更高效的通信機(jī)制。它能夠提供非常低的通信延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量，數(shù)據(jù)更新速?實(shí)時性：EtherCAT協(xié)議為實(shí)時控制應(yīng)用提供了極佳的實(shí)時性能。它支持同步和異步通信模式，確保?靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：EtherCAT支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括線性、樹形、星形或混合拓?fù)洌@使得它?易于擴(kuò)展：通過簡單地添加更多的EtherCAT設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)可以輕松擴(kuò)展。每個設(shè)備都可以通?熱插拔：EtherCAT支持熱插拔功能，可以在不中?低成本：由于EtherCAT使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)硬件，它可以利用現(xiàn)有的低成本以太網(wǎng)技術(shù)，減少了系統(tǒng)EtherCAT技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、伺服驅(qū)動器、傳感器、I/O系統(tǒng)等工業(yè)自動化領(lǐng)域，因其高效的性能和靈活性，已經(jīng)成為全球眾多工業(yè)自動化系統(tǒng)的首選英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03Pro?net技術(shù)是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的通信協(xié)議，專為滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)τ诟咚?、可靠?shù)據(jù)交換的需求而設(shè)計。它支持實(shí)時和非實(shí)時數(shù)據(jù)通信，允許設(shè)備之間進(jìn)行快速且靈活的信息交換。Pro?net的特點(diǎn)包括高度的可擴(kuò)展性、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、集成先進(jìn)的診斷功能，以及與西門子TotallyIntegratedAutomation(TIA)平臺的無縫集成，使其成為自動化系統(tǒng)中連接控制器、傳感器、執(zhí)行器和其他智能設(shè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03Pro?netRT(Real-Time)和IRT(IsochronousReal-Time)是Pro?net通信協(xié)議中的兩種不同的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸模式，它們針對不同的工業(yè)自動化應(yīng)用場景提供?ProfinetRT：ProfinetRT是一種軟實(shí)時通信模式，它通過以太網(wǎng)提供了足夠快速的數(shù)據(jù)傳輸，適用于大多數(shù)工業(yè)自動化應(yīng)用。在ProfinetRT模式下，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)不需要特殊的實(shí)時特性，因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備。這種模式通常用于那些對時間精度要求不是非常高的應(yīng)用，如普通的I/O數(shù)?Pro?netIRT：Pro?netIRT提供了更高級別的實(shí)時性能，它是一種硬實(shí)時通信模式，能夠保證在固定的周期內(nèi)（通常是微秒級）傳輸數(shù)據(jù)，非常適Pro?netIRT需要特殊設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)硬件和交換機(jī)來支持等時性數(shù)據(jù)傳輸，以確保數(shù)據(jù)在精確的時間點(diǎn)總的來說，Pro?netRT和IRT都是Pro?net協(xié)議中用于滿足不同實(shí)時性要求的解決方案。RT模式適用于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用，而IRT模式則適用于對時間同步請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了輯處理和控制能力，但是由于它是軟件形式，因此具有更高的靈活性和可擴(kuò)展性。以下是軟PLC領(lǐng)域的幾家英特爾助力工控行業(yè)軟件篇英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03CODESYS是一個全面的工業(yè)自動化軟件開發(fā)平臺，它提供了一個統(tǒng)一的編程環(huán)境，讓工文本等）來開發(fā)復(fù)雜的PLC應(yīng)用程序。CODESYS的強(qiáng)大之處在于其開放性和兼容性，它不僅支持多種操作系統(tǒng)，如Windows、Linux等，還能夠與各種不同廠商的硬件無縫集成，包括PLC、運(yùn)動控制器和HMI設(shè)備。CODESYS平臺包含了從項(xiàng)目創(chuàng)建到代碼編寫、編譯、模擬、調(diào)試和部署的完整開發(fā)流程。它還提供了豐富的庫和功動化項(xiàng)目的開發(fā)更加高效。此外，CODESYS具備實(shí)時診斷和監(jiān)控功能，可以幫助用戶AxelAxelLogicLab是一款先進(jìn)的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，專為工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)的編程和配置而設(shè)計。它基于Intel處理器，支持ECI實(shí)時Linux及多種商業(yè)實(shí)時操作系統(tǒng)，如INtime、RTX64和LxWin。LogicLab在遵循IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的同時，兼容Modbus、CANopen、EtherCAT、OPC-UA、MQTT等多種通信協(xié)議。低125微秒的循環(huán)周期，并支持多主站及環(huán)網(wǎng)冗余功能，為客戶的技術(shù)支撐。此外，LogicLab與第三方高端運(yùn)動控制算法供應(yīng)商ISG公司的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了無縫集成，進(jìn)一步為SchneiderSchneiderElectric的EcoStruxure?開放自動化平臺是一款基于IEC61499標(biāo)準(zhǔn)的下一代工業(yè)自動化系統(tǒng)，旨在提供開放、靈活且可互操作的自動化解決方案。IEC61499標(biāo)準(zhǔn)是為了更好地支持分布式控制系統(tǒng)和工業(yè)過程自動化而設(shè)計的，它強(qiáng)調(diào)了功能塊的概念，以及事件驅(qū)動和服務(wù)導(dǎo)向的架構(gòu)。EcoStruxureAutomationExpert利用這些原則，允許工程師創(chuàng)建模塊化和可重復(fù)使用的應(yīng)用程序組件，這些組件可以跨多個硬件和軟件平臺部署和重復(fù)使用，從而提高了工業(yè)制造業(yè)中系統(tǒng)的靈活性和可EcoStruxureAutomationExpert支持跨供應(yīng)商的互操作性，使得制造商可以自由選擇最適合其特定需求的設(shè)請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了22PHOENIXPHOENIXCONTACT的VirtualPLCnextControl是一種創(chuàng)新的開放工業(yè)自動化平臺，它打破了傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)的局限性，利用虛擬化和容器化技術(shù)可以快速靈活的將SoftPLC部署到客戶硬件平臺中，并通過提供開放的系統(tǒng)架構(gòu)來促進(jìn)工業(yè)信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的融合。VirtualPLCn信息技術(shù)(IT)和運(yùn)營技術(shù)(OT)。它支持基于云的服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接性，使得數(shù)據(jù)可以從現(xiàn)場設(shè)備無縫流向高級數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)智能系統(tǒng)。VirtualPLCnextCon據(jù)在整個企業(yè)中安全可靠地傳輸。此外，它的可擴(kuò)展性和模塊化設(shè)計使得系統(tǒng)可以輕松適應(yīng)不斷變化的技術(shù)和請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—23英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03提供商用主站協(xié)議棧和應(yīng)用層軟件的軟件供應(yīng)商也很多。以CODESYS為例，商用的控制軟件平臺包括開發(fā)層(IDE)，通信層(Gateway)，和設(shè)備層(Runtime)，如下圖所示。請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了24一一.CODESYS三層架構(gòu)說明：①①.應(yīng)用層：應(yīng)用開發(fā)層包括PLC編程系統(tǒng)—CODESYSDevelopmentSystem（具備完善的在線和離線編程功能）、編譯器及其配置組件、可視化界面編程組件等，同時提供用戶可選的運(yùn)動控制模塊及安全模塊等組件，使CODESYS的功能更加完整和強(qiáng)大。②.通訊層：應(yīng)用開發(fā)層和硬件設(shè)備層之間的通訊是由CODESYS中的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)的，同時CODESYS?CODESYS網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。作用在應(yīng)用開發(fā)層和硬件設(shè)備層之間。通過CODESYS網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，CODESYSIDE可以使用TCP、UDP、CAN、USB、共享內(nèi)存等通訊方式與CODESYRuntime進(jìn)行通訊。它是CODESYS開發(fā)平臺不可分割的一部分。?CODESYSAutomationServer的邊緣網(wǎng)關(guān)。③.設(shè)備層：在使用基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程開發(fā)工具CODESYSIDE對一個硬件設(shè)備進(jìn)行操作前，硬件供應(yīng)商必須要在設(shè)備層預(yù)先集成CODESYS的內(nèi)核軟件(CODESYSRuntime)。同時，可以通過使用CODESYS的可選組件：如CODESYS目標(biāo)可視化編程模塊或網(wǎng)頁可視化編程模塊來實(shí)現(xiàn)功能上的擴(kuò)展。二二.安裝CODESYS編程系統(tǒng)：CODESYSCODESYSIDE基于.Net架構(gòu)，支持在Windows系統(tǒng)上安裝。CODESYSRuntime支持多種操作系統(tǒng)。用三三.配置CODESYSRuntime環(huán)境：CODESYSCODESYSIDE安裝完成后，對于一些平臺，可使用CODESYS官方提供的Runtime工具進(jìn)行CODESYSRuntime部署，如CODESYSControlforLinuxSL支持部署在基于X86+Linux平臺的硬件上；對于一些平臺，也可直接安裝CODESYSRuntime，如CODESYSRTE支持客戶直接將實(shí)時Runtime部署在X86+Windows平臺的硬件上。CODESYS支持絕大多數(shù)CPU和操作系統(tǒng)以及無操作系統(tǒng)。也完成了對中國品牌（國產(chǎn)）芯片和操作系統(tǒng)的適配工作，如飛騰、龍芯；SylixOS、Reworks等。（該介紹只以CODESYS用戶在開發(fā)層編寫完成的用戶在開發(fā)層編寫完成的IEC程序通過集成的編譯器編譯為二進(jìn)制代碼，通過CODESYS網(wǎng)關(guān)，應(yīng)用程序的二進(jìn)制代碼文件可下載部署到目標(biāo)設(shè)備中，應(yīng)用程序啟動后，控制器就可根據(jù)應(yīng)用程序的邏輯來完成輸入輸出請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—25英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03一.當(dāng)僅存在單個實(shí)時任務(wù)時（如高精度CNC控制），INtimeforWindows可以將非實(shí)時Windows系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成實(shí)時Windows系統(tǒng)。作系統(tǒng)，具有以微秒為單位的確定性。更多詳情②.配置：安裝完成后，將通過硬件分區(qū)為每個時專屬驅(qū)動程序確保整個系統(tǒng)的低延時，包EtherCAT、SercosIIl、Profinet等總線協(xié)議以及xHCIUSB、PCI/PCle和串行端），非實(shí)時Windows系統(tǒng)，來確保二者互相獨(dú)立運(yùn)①.安裝：使用標(biāo)準(zhǔn)的Windows安裝工具安裝eVMforWindows之后，系統(tǒng)的CPU核和存儲器被分區(qū)。eVM運(yùn)行于一個核上而每個操作系統(tǒng)都有它自己的專用處理器核、立，從而確保每個Windows操作系統(tǒng)的性能。不需要bootload-er的幫助，也不需要③.執(zhí)行：eVMBIOS提供PCBIOS的標(biāo)準(zhǔn)功能性，包括引導(dǎo)本地客戶操作系統(tǒng)所必需的所有功能，從硬件驅(qū)動、活動硬盤、或者CDROM鏡像。多個客戶操作系統(tǒng)可通過3.通過虛擬機(jī)運(yùn)行兩個或多個操作系統(tǒng)，分別運(yùn)行對應(yīng)的控制器廠商通常自主開發(fā)應(yīng)用層軟件，而僅僅采用商用的虛擬化（如有）和實(shí)時操作系統(tǒng)軟件。提供商用虛擬請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了26軟PLCTenasysINTime,IntevalZeroRTX64,KitharaRTSuiteRTSHypervisor,MicrosoftHyper-V,AcontisLxWinSiemensPro?net,Beckho?EtherCATCodesys,Logiclab,SchneiderEAE,PLCnextPreemptRT,XenomaiACRN,KVM,XenModbus,OPCUA,IgHEtherCATOpenPLC03注：紫色高亮部分為ECI包含的組件。英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇英特爾?工業(yè)邊緣控制（Intel?EdgeControlsforIndustrial，簡稱Intel?ECI或ECI）旨在簡化工業(yè)挑戰(zhàn)的解決方案。這一基本目標(biāo)指導(dǎo)著ECI的每一個組件、教程等的設(shè)計理念。讓我們來回顧一下軟件章節(jié)開始的表格，高亮部分就是已經(jīng)在ECI里的組件，可以觀察到ECI團(tuán)隊(duì)不斷與工業(yè)客戶互動，了解他們的挑戰(zhàn)，在開源的方案基礎(chǔ)上不斷容納商業(yè)組件。ECI簡略架構(gòu)見下圖：Middleware/Tools/SampleCode/Guidance3rdPartySoftPLC(CodeSys)OpenPLCRTMiddleware/Tools/SampleCode/Guidance3rdPartySoftPLC(CodeSys)OpenPLCRTMotionEtherCATEnablekitEtherCATMasterMotionRTOSOSMSWindowsasGuestOSHypervisorsACRN(Type-1)FirmwareSupportedHWReal-TimeTuningPerformanceBenchmarkPerformanceBenchmarkToolsReal-timeToolsLinuxPreempt-RTLinuxPreempt-RTLinuxXenomaiLinuxXenomaiUbuntu22.04Ubuntu22.04DebianDebian11&12UEFIorSlimBootloader(TCC/UEFIorSlimBootloader(TCC/Real-timeBKC)Intel?Atom?,Intel?Atom?,Intel?Core?,Intel?Xeon?ProcessorsIntelIntelDevelopedOpenSourceOpenSource33partyDevelopedIntel+OpenIntel+OpenSourceIntel/OpenSource/3Party請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了2703英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—28DistributionDistributionVersionECIVersionv3.2DistributionDistributionVersionECIVersionv3.2v3.1v3.0.2v3.0.1v3.0<Debian>Debian12(Bookworm).◆Debian11(Bullseye).◆◆◆◆◆<CanonicalUbuntu>CanonicalUbuntu22.04(JammyJelly?sh).◆◆◆◆◆<RedHatEnterpriseLinux>RedHatEnterpriseLinux9.3(Plow).◆◆1.PREEMPT_RT項(xiàng)目是一個由Linux內(nèi)核開發(fā)者領(lǐng)導(dǎo)的，基于GPLv2許可證的開源框架。該項(xiàng)目的目標(biāo)是逐步改進(jìn)Linux內(nèi)核，以滿足實(shí)時要求，并將這些改進(jìn)合并到主線內(nèi)核中。PREEMPT_RT多年來，在PREEMPT_RT內(nèi)部設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試的許多改進(jìn)現(xiàn)在已經(jīng)成為主線Linux內(nèi)核的一部分。該2.Xenomai*項(xiàng)目是一個基于創(chuàng)作共用BY-SA3.0和GPLv2許可證的開源RTOS到Linux可移植性框架，它作為打了補(bǔ)丁的Linux（代號Cobalt）的共核心/實(shí)時擴(kuò)展(RTE)。作為原生Linux（包括PREEMPT-RT）的庫（代號Mercury）。它旨在作為共核心以及在3.0分支上的PREEMPT_RT之上工作。Xenomai項(xiàng)目將一個實(shí)時核心（名為Cobalt核心）合并到Linux內(nèi)核中，它在內(nèi)核空間內(nèi)共存。Cobalt核心中的中斷和線程比Linux內(nèi)核中的中斷和線程有更高的優(yōu)先級。由于Cobalt核心執(zhí)行的指令比Linux內(nèi)核英特爾?工業(yè)邊緣控制提供與包括Debian、CanonicalUbuntu和RedHatEnterpriseLinux在內(nèi)的流行Linux請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03英特爾助力工控行業(yè)軟件篇03基于內(nèi)核的虛擬機(jī)(KVM)是一種開源虛擬化技術(shù)，適用于心虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施。KVM將Linux轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€類型2的虛擬機(jī)，允許宿主機(jī)運(yùn)行多個隔離的虛擬環(huán)境，運(yùn)行未修改的每個虛擬機(jī)都可以擁有私有的虛擬BIOS（基本輸入/輸出系A(chǔ)CRN?是一個靈活、輕量級的參考虛擬機(jī)(hypervisor)，在設(shè)計時考慮了實(shí)時性和安全關(guān)鍵性，并優(yōu)化了通過開源平臺簡化嵌入式開發(fā)的過程。ACRN定義了一種設(shè)備虛擬機(jī)參考堆棧和架構(gòu)，用于通過虛擬機(jī)管理器(VMM)在一個整合的系統(tǒng)上安全管理運(yùn)行多個軟件子系統(tǒng)。它還定義了一個用于虛擬設(shè)備仿真的參考框架實(shí)ACRN虛擬機(jī)解決了當(dāng)前存在于數(shù)據(jù)中心虛擬機(jī)和硬分區(qū)虛擬機(jī)之間的差距。ACRN虛擬機(jī)架構(gòu)將系統(tǒng)劃分為請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了29英特爾助力工控行業(yè)軟件篇1.EtherCATIgH英特爾助力工控行業(yè)軟件篇1.EtherCATIgH的EtherCAT主棧用于自動化系統(tǒng)的開源項(xiàng)目，如機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)和LinuxCNC?；陂_源的EtherCAT主系統(tǒng)的應(yīng)用可以降低成本并使應(yīng)用程序開發(fā)更加靈活?；谠腎gH主站，英特爾?將最新的IGB/IGC/GBE高性能網(wǎng)卡驅(qū)動遷移到主棧03CANopen是一個基于CAN的通信系統(tǒng)，包括高層協(xié)議和配置文件規(guī)范。CANopen已經(jīng)作為一個國際標(biāo)準(zhǔn)(EN50325-4)(CiA301)開發(fā)出來，具有高度靈活的配置能力。它被用于各種應(yīng)用中，如醫(yī)療設(shè)備、自動移動對象字典接口協(xié)議和應(yīng)用軟件。它包含了所有使用的數(shù)據(jù)類型OPCUA是由OPC基金會開發(fā)的用于工業(yè)自動化的機(jī)器對機(jī)器通信?OPCUA客戶端/服務(wù)器模型：OPCUA首次發(fā)布于2006年，旨在取代其前身(OPC)，并提供一個更好地?OPCUA發(fā)布/訂閱模型：OPCUA的最新補(bǔ)充是發(fā)布/訂閱模型。OPCUA的發(fā)布/訂閱(PubSub)擴(kuò)展支工業(yè)連接有許多維度，有現(xiàn)場總線級別的連接協(xié)議，有設(shè)備之間的連接協(xié)議，也請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了30.4軟PLC運(yùn)動控制市場展示了各種不兼容的系統(tǒng)和解決方案。在使用不同系統(tǒng)的企業(yè)中，這種不兼容性為最終用戶帶來了相當(dāng)大的成本，學(xué)習(xí)過程令人困惑，工程變得困難，市場增長的過程也因此放緩。標(biāo)準(zhǔn)化無疑會減少這些負(fù)面因素。標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅是編程語言本身（通過全球IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化），也包括向不同運(yùn)動控制解決方案的接口標(biāo)準(zhǔn)化。通過這種方式，這些運(yùn)動控制解決方案的編程就不那么依賴于硬件。應(yīng)用軟件的可重用RTmotion是英特爾公司創(chuàng)建的一個C++庫。RTmotion實(shí)現(xiàn)了PLCopen運(yùn)動控制標(biāo)準(zhǔn)第1&2部分、第3部分和第5部分中定義的單軸運(yùn)動控制功能塊的一部分。下圖顯示了RTmotion與英特爾?工業(yè)邊緣控制中其他運(yùn)動控制市場展示了各種不兼容的系統(tǒng)和解決方案。在使用不同系統(tǒng)的企業(yè)中，這種不兼容性為最終用戶帶來了相當(dāng)大的成本，學(xué)習(xí)過程令人困惑，工程變得困難，市場增長的過程也因此放緩。標(biāo)準(zhǔn)化無疑會減少這些負(fù)面因素。標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅是編程語言本身（通過全球IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化），也包括向不同運(yùn)動控制解決方案的接口標(biāo)準(zhǔn)化。通過這種方式，這些運(yùn)動控制解決方案的編程就不那么依賴于硬件。應(yīng)用軟件的可重用RTmotion是英特爾公司創(chuàng)建的一個C++庫。RTmotion實(shí)現(xiàn)了PLCopen運(yùn)動控制標(biāo)準(zhǔn)第1&2部分、第3部分和第5部分中定義的單軸運(yùn)動控制功能塊的一部分。下圖顯示了RTmotion與英特爾?工業(yè)邊緣控制中其他ROSAPP●AMR●RobotArmHMICNCVisionNon-Real-TimeAppsCLWindows/LinuxReal-TimeLinuxOS(PREEMPTRT/Xenomai)IntelHardwareintel.SoftMotioninECIRuntimeSoftPLC:-WASM(Ready)-LogicLab(Ready)-OpenPLC(Ready)-EAE(WIP)C++Servo1Servo2Servo3Industry?eldbus?EtherCAT(IgH+EnableKit)?CANopen(SocketCAN+CANopenNode)SALPLCopenFunctionBlock:●AXIS_REF●SingleAxisMotion(FBx6)●SingleAxisAdministrative(FBx10)●PLCopenDataTypes●StateManagement●S-CurveTrajectoryPlan●Bu?erModeSupport●Apache2.0LicenseRTNRTPLCopenMotionControlLibrary-RTmotionNote:?SAL:ServoAbstractionLayer?CL:CommunicationLayer(SharedMemory,ModBus,Socket,ZeroMQ,MQTT,OPCUA,…)?AMR:AutonomousMobileRobotOpenPLC*是一款基于易于使用的軟件的開源可編程邏輯控制器(PLC)。它是第一個在軟件和硬件上都完全符合標(biāo)準(zhǔn)的開源PLC。OpenPLC項(xiàng)目是根據(jù)IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的，該標(biāo)準(zhǔn)定義了PLC的基本軟件架構(gòu)和請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—31PAC（ProgrammableAutomationController，可編程自動化控制器）融合了傳統(tǒng)PLC（Programmable人機(jī)界面）的高性能控制平臺。PAC廣泛應(yīng)用于各類復(fù)雜自動化場景，包括過程控0303英特爾助力工控行業(yè)軟件篇英特爾助力工控行業(yè)軟件篇ACRN虛擬機(jī)構(gòu)建的PAC架構(gòu)。該架構(gòu)利用應(yīng)用開發(fā)提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。此外，借助內(nèi)存共享機(jī)制，該方案實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)間的高速數(shù)據(jù)交換，不僅在空間上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，同時也提升了系統(tǒng)間的通信效率，為負(fù)載整合帶來了全面優(yōu)化成本和空間效率。PAC整合了多個系統(tǒng)：運(yùn)動控制系統(tǒng)、視覺控制器和人機(jī)交互PC等。這種一體化減少了對多個獨(dú)立設(shè)備的需求，從而降低了整體方案成本。并且由于減少了硬件數(shù)量，促進(jìn)IT與OT融合方面。PAC不僅支持傳統(tǒng)的自動化控制協(xié)議，還能夠無縫接入企業(yè)級的IT系統(tǒng)，如ERP和MES。這種融合使得數(shù)據(jù)和信息流在生產(chǎn)層面縮短開發(fā)周期，PAC提供了強(qiáng)大的軟件工具和開發(fā)環(huán)境，使得程序員能夠快速開發(fā)和部署自動化應(yīng)用程序。這些工具通常包括豐富的庫函數(shù)、直觀的圖形編程界面以及仿真和調(diào)試功能，大大提簡化維護(hù)工作。由于其硬件和軟件的高度集成，故障診斷和維修工作變得更加直觀和快捷，減少了系統(tǒng)停機(jī)時間。此外，PAC通常采用開放式的軟件架構(gòu)，使得系統(tǒng)升級和功能擴(kuò)展更為便SOSWaaGRTVMPLCopenMotionPLCopenServoEtherCATeth0HMI&MVCore2Core3 Core1,iGPUSOSWaaGRTVMPLCopenMotionPLCopenServoEtherCATeth0HMI&MVCore2Core3 Core1,iGPUACRNHypervisorCore0Core0pCore0,1:SOS,WaaG(MVworkloads)pCore2,3:RTVM 6-axesEtherCAT 6-axesEtherCATservos?vCore0:Taskscheduling?vCore1:EtherCATprogram請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了32本地處理：邊緣計算設(shè)備，如網(wǎng)關(guān)或本地服務(wù)器，實(shí)時或近乎實(shí)時地處理這些數(shù)據(jù)。他數(shù)據(jù)傳輸：本地處理：邊緣計算設(shè)備，如網(wǎng)關(guān)或本地服務(wù)器，實(shí)時或近乎實(shí)時地處理這些數(shù)據(jù)。他數(shù)據(jù)傳輸：相關(guān)數(shù)據(jù)或從邊緣處理中獲得的見解被傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行進(jìn)一步分析、存儲或長云處理：云提供可擴(kuò)展的計算資源，允許更復(fù)雜的處理、長期數(shù)據(jù)存儲、高級分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和全球可訪工業(yè)控制系統(tǒng)向云邊協(xié)同架構(gòu)的趨勢是工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計、部署和管可擴(kuò)展和智能的自動化解決方案的需求推動減少延遲：通過在本地處理數(shù)據(jù)，邊緣計算減少了數(shù)據(jù)發(fā)送到云端和從云端發(fā)送時可能出云邊協(xié)同通過將云的集中式處理能力與邊緣計算的本地化實(shí)時功能相結(jié)合，可以優(yōu)化運(yùn)營，提高性能，并創(chuàng)建請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—3303英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—34管理下圖為基于英特爾?工業(yè)邊緣控制(ECI)搭建的云邊協(xié)同控制系統(tǒng)示意圖。管理下圖為基于英特爾?工業(yè)邊緣控制(ECI)搭建的云邊協(xié)同控制系統(tǒng)示意圖。虛機(jī)或容器邊緣工作節(jié)點(diǎn)[n]邊緣工作節(jié)點(diǎn)邊緣工作節(jié)點(diǎn)[1]通用計算平臺邊緣服務(wù)器AIHMI歷史數(shù)據(jù)MESWFM工廠OT/IT網(wǎng)絡(luò)確定性實(shí)時控制現(xiàn)場總線遙測管理HMI控制AI大模型，即大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)模型，尤其是在深度學(xué)習(xí)大模型，即大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)模型，尤其是在深度學(xué)習(xí)中，以其龐大的參數(shù)量和數(shù)據(jù)處理能力著稱。在工業(yè)和制大模型正成為推動工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造的關(guān)鍵大模型正成為推動工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造的關(guān)鍵力量。隨著技術(shù)進(jìn)步，其在各行業(yè)的應(yīng)用將更加廣泛。在這一趨勢中，英特爾對于大語言模型賦能機(jī)械臂的技術(shù)解決方案進(jìn)行了初步研究，并構(gòu)建了如下圖所示的概念請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了Real-Real-Time1.Qwen1.5-7B,Arc770,Ipex-LLM/OV2.Phi3-mini,iGPU,Ipex-LLM/OVRTmotionEtherCAT/CANopenEthernetI210/225/226MTL-U/HNPUiGPUCPUP/ECoresCPUECoresGigE,USBIntelARCdGPUNon-Real-Non-Real-TimeASRCodeGeneratorLLsSubASRCodeGeneratorLLsSub-task2Gateway1.Whisper(NPU)2.FunASR(CPU)Gateway1.Whisper(NPU)2.FunASR(CPU)●SharedVision(VLMVision(VLM,CV,3D)▲FastSAM▲FastSAM(72.2M,iGPU)Sub-taskSub-tasknCLIP(ViT-B/32,151M,CPU)PLCopen-databusPLCopen-databusIntelECIRTOSIntelECIRTOSIntelIntelCoreUltra息輸入，語音輸入通過AudioSpeechRecognition(ASR)，基于FunASR運(yùn)算框架，運(yùn)行中文分析模型分第二階段是任務(wù)理解和分解：有了上一階段的提示詞輸入，大模型（目前在Qwen和Phi3上驗(yàn)證）會將其拆解為一連串的子任務(wù)序列，子任務(wù)序列和圖像視覺信息結(jié)合就構(gòu)成了更加準(zhǔn)確的執(zhí)行目標(biāo)，例如一個子任務(wù)，移動到紅色盤子上方，結(jié)合視覺信息找到的紅色盤子，計算得出上方的坐標(biāo)信息，經(jīng)過interpreter時第三階段就是執(zhí)行的階段：有了路點(diǎn)的信息后，通過共享內(nèi)存機(jī)制，實(shí)時系統(tǒng)將會得到路點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過RTMotion運(yùn)動控制功能塊，驅(qū)動機(jī)械臂上電機(jī)執(zhí)行對應(yīng)的加減速控制，來完成最終機(jī)械臂的整體運(yùn)動，從中性能核和部分能效核用于計算非實(shí)時域內(nèi)的部分負(fù)載，而少部分能效核被單獨(dú)隔離出來執(zhí)行實(shí)時任務(wù)，配?軟件層面，Intel工業(yè)邊緣軟件平臺(ECI)毫無疑問充當(dāng)了整個系統(tǒng)的底座，實(shí)時運(yùn)動控制部分運(yùn)行在請注意，本文檔中所介紹的商用軟件功能僅為部分展示，并不代表軟件的全部功能和性能。為了03英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)軟件篇—3504英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇MESSequenceApplicationEAESoftdPACEtherCATReal-TimeContainerEngineNonReal-Time英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇MESSequenceApplicationEAESoftdPACEtherCATReal-TimeContainerEngineNonReal-TimeIntelProcessor-basedindustrialPCControlServiceSchneider卷繞機(jī)是電池制造過程中非常關(guān)鍵的一個組成部分。它負(fù)責(zé)將電池的各個組成按照預(yù)定的順序和方式緊密且均勻地卷繞在一起。異形卷繞機(jī)是用于非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的電池卷繞設(shè)備，例如用于制造方形、扁平或特殊形狀的電池。這類機(jī)器的設(shè)計更加靈活，能夠適應(yīng)不同的電池結(jié)構(gòu)需求。異形卷繞PLC控制系統(tǒng)有穩(wěn)定性強(qiáng)，實(shí)擬化技術(shù)將鋰電設(shè)備中的上位機(jī)和下位機(jī)兩種不同的工作負(fù)可以把兩套專用硬件用一臺工滿足現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)拍成為挑戰(zhàn)之系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要控制系統(tǒng)有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與實(shí)時性是方04英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇—38圖：異形卷繞demo實(shí)現(xiàn)的功能基于卷徑測量用于接收邊緣為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，放卷模塊需要根據(jù)卷徑的變化自適應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以保持放卷速度的恒定。放卷模塊根據(jù)卷徑測量傳感器提供的數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，保持恒定的放卷速度，避免因卷徑變化而導(dǎo)致的材料松弛或過度拉伸?？刂剖站硗ㄟ^EcoStruxure開放自動化平臺內(nèi)置的HMI實(shí)現(xiàn)跨平臺分布在鋰電卷繞系統(tǒng)中，EcoStruxureAutomationExpert開放自動化軟件配備了來自英特爾?工業(yè)邊緣控制ECI提供的RTMotion運(yùn)動控制庫，該軟件棧集成了視覺和傳感器數(shù)據(jù)，并通過在不同電機(jī)之間平衡滾動速度，智能地實(shí)時進(jìn)行應(yīng)力補(bǔ)償。搭載控匯智能無風(fēng)扇IPC，運(yùn)行英特爾凌動?x7000RE處理器上，其單線程性能相比x6000RE系列提高了最多2.5倍。而且通過啟用英特爾?TimeCoordinatedComputing(TCC)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的周期性任務(wù)控制，延遲抖動04英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇委員會(IEC)61850標(biāo)準(zhǔn)的定義，數(shù)字變電站架構(gòu)包含三—包括電源變壓器、儀用互感器和開關(guān)設(shè)備，—包括電源變壓器、儀用互感器和開關(guān)設(shè)備，是一次設(shè)備和二次（保護(hù)和控制）設(shè)備之間的接口。在傳統(tǒng)變電站中，該接口是通過銅電纜后，通過保護(hù)、測控等二次設(shè)備傳遞，并控制電纜發(fā)送和接收狀態(tài)信息。在數(shù)字變電站中，所有數(shù)據(jù)（模擬數(shù)據(jù)和二進(jìn)制數(shù)據(jù)）都在靠近源頭的地方被數(shù)字化，并使用IEC61850-9-2協(xié)議通過光纖發(fā)送到智能電子設(shè)備(IED)。過程層包括輔助設(shè)備或包括輔助設(shè)備或IED，例如間隔控制器、保護(hù)繼電器、故障記錄儀和能量計。由于數(shù)據(jù)采集在過程層完成，IED無需模擬輸入。合并輸入技術(shù)減少了二進(jìn)制輸入需求，使得設(shè)備更加緊湊，通常僅占傳統(tǒng)設(shè)備一半的空間。IED處理并通過IEC61850標(biāo)準(zhǔn)支持與過程層（下和站控層（上層）的通信。為確保最高的系統(tǒng)IEC62439標(biāo)準(zhǔn)中的高可用性無縫冗余(HSR)和并行冗余協(xié)議(PRP)促進(jìn)了IED的互操作性間隔層包括站控計算機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)。站控層總線允許多個客戶端交換數(shù)據(jù)，提供包括站控計算機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)。站控層總線允許多個客戶端交換數(shù)據(jù)，提供SCADA系統(tǒng)之外的附加通信功能，并實(shí)現(xiàn)對等設(shè)備間的通信，連接到網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)變電站與調(diào)度中心間的廣域網(wǎng)絡(luò)通信包含變電站HMI、工程工作站（用于IED訪問和本地數(shù)據(jù)集中存儲）、SCADA網(wǎng)關(guān)、以及連接遠(yuǎn)程HMI的站控層3939本應(yīng)用基于x86平臺的虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多間隔層設(shè)備的負(fù)載整合方案。通過在CORE/XEON-D運(yùn)行一型虛擬機(jī)軟件ACRN，為不同的間隔層應(yīng)用創(chuàng)建所需的運(yùn)ACRN是一款開源的一型虛擬機(jī)軟件，設(shè)計中著重考量了系統(tǒng)的實(shí)時性，安全性和隔離性，主要面向車載和工業(yè)控制設(shè)備英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇04ECI-ACRN基于開源的ACRN軟件，加入了工業(yè)場景特別功能，并針對場景做了全面的系統(tǒng)驗(yàn)證和性能優(yōu)化。英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇04UserVMs(RTVM)SafetyVMSafetyAppServiceVMDeviceModelACRNhypervisor4)品UserVMs(RTVM)SafetyVMSafetyAppServiceVMDeviceModelACRNhypervisor4)品品HardReal-TimeSoftReal-TimeACRNHypervisor LAPIC0LAPIC1LAPIC2LAPIC3 CPU0CPU1CPU2CPU3IOAPICCacheCacheCachePCIdevPCIdev數(shù)字變電站間隔層的應(yīng)用對實(shí)時性要求很高，以測控單元為例，要求在833us的執(zhí)HardReal-TimeSoftReal-TimeACRNHypervisor LAPIC0LAPIC1LAPIC2LAPIC3 CPU0CPU1CPU2CPU3IOAPICCacheCacheCachePCIdevPCIdev40ServiceVMRTVM1RTVM2RTVM3RTVM4RTVM5RTVM6RTVM7HypervisorCore0Core1Core3LastLevelCache有的CPU都運(yùn)行在耗能狀態(tài)，也對系統(tǒng)的康士達(dá)提供的工業(yè)計算機(jī)采用盒式設(shè)計，為52W的CPU下保持了系統(tǒng)的可靠性和在間隔層內(nèi)部，不同的應(yīng)用對基礎(chǔ)環(huán)境的要求是不同的，有些需要更好的實(shí)時特性，有些需要更強(qiáng)的計算能力。ACRN所提供的虛擬機(jī)環(huán)境可以對各自進(jìn)行不同的設(shè)置，使得不同的虛機(jī)可以運(yùn)行在不同的CPU頻率上，以適應(yīng)不04英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇—0404芯片鍵合技術(shù)通過將半導(dǎo)體芯片附著到引線框架(LeadFrame)或印刷電路板(PCB，PrintedCircuitBoard)上，實(shí)現(xiàn)芯片與外部之間的電連接。芯片鍵合對于運(yùn)動控制的2.傳統(tǒng)運(yùn)動控制卡/器的所有或部分機(jī)器程序運(yùn)行在3.傳統(tǒng)硬件控制器/控制卡/PLC與PC上的視覺程序交互以及函數(shù)調(diào)用，一般都是通過網(wǎng)口或PCI接口與PC進(jìn)新一代運(yùn)動控制器需要向著更高的信息處理能力、開放程度、運(yùn)動軌跡控制準(zhǔn)確性、通用性等方向不斷迭代進(jìn)化，采用多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動控制和復(fù)雜運(yùn)動軌跡規(guī)劃實(shí)時調(diào)整來實(shí)英特爾助力工控行業(yè)—實(shí)戰(zhàn)篇優(yōu)易控NoTime控制器創(chuàng)新地將運(yùn)動控制的負(fù)載和視覺及計算機(jī)上，并綁定不同的CPU核心進(jìn)行處理，雙方之間通用的數(shù)據(jù)交互效率以及函數(shù)的執(zhí)行速度。該方案集成了基現(xiàn)了更穩(wěn)定和敏捷的機(jī)器控制，能夠滿足芯片鍵合等場景溫支持、高穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程維護(hù)等能力，為運(yùn)動控制奠定了溫支持、高穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程維護(hù)等能力，為運(yùn)動控制奠定了4242@3σ,可編程力控應(yīng)用為Bondforce0.5N~75N，UPH超過6K/工位13。其具備以下優(yōu)勢：?運(yùn)動控制程序和機(jī)器視覺等軟件放在同一臺工業(yè)計算機(jī)上，通過高速共享內(nèi)存的交互方式，大幅度提高了運(yùn)動控在測試中，ProU運(yùn)動控制器通過循環(huán)調(diào)用讀寫軸位置信息的指令20000次，記錄每次周期時間。測試數(shù)據(jù)表示，PCI通訊的控制卡平均讀寫時間為71.74微秒，而ProU使用共享內(nèi)存交互方式平均僅需0.06微秒，速度可達(dá)PCI圖：不同運(yùn)動控制器方案交互延時數(shù)據(jù)測試（越低04英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇—4304英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇?ProUNoTime控制器的前饋控制功能基于CNC?ProUNoTime控制器的前饋控制功能基于CNC算法庫。通過設(shè)定軸的動力學(xué)參數(shù)、用戶選擇的精確的運(yùn)動預(yù)測模型補(bǔ)償擾動對軸的影響，通過EtherCAT總線將計算結(jié)果傳遞給伺服的電流環(huán)和?通過NoTime系統(tǒng)，機(jī)器的邏輯、運(yùn)動和視覺控制程序完全在INtime實(shí)時系統(tǒng)運(yùn)行，提高機(jī)器程序執(zhí)行的穩(wěn)定性，提升機(jī)器效率。ProU20%，穩(wěn)定性提升約99.83%。ProUNoTime控制器還提供了實(shí)時視覺功能，減少Windows波動對圖像傳輸和處理的影響，視覺與運(yùn)4404英特爾助力工控行業(yè)—實(shí)戰(zhàn)篇翠歐PC-MCAT-2，作為一款高性能的基于PC平臺的運(yùn)動控制器，適用于廣泛的自動化和精密運(yùn)動控制應(yīng)用。特別是在對數(shù)據(jù)采集、邊緣計算和圖像處理有著高速和高精度要求的場合，PC-MCAT-2能夠?yàn)橛脩籼峁┚_、高效、靈活的解決方案。結(jié)合視覺系統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)和外部軸控制，PC-MCAT-2能夠滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中對同步性和協(xié)調(diào)性的嚴(yán)格要求，推動自動化流程的優(yōu)化和視覺英特爾助力工控行業(yè)—實(shí)戰(zhàn)篇翠歐PC-MCAT-2，作為一款高性能的基于PC平臺的運(yùn)動控制器，適用于廣泛的自動化和精密運(yùn)動控制應(yīng)用。特別是在對數(shù)據(jù)采集、邊緣計算和圖像處理有著高速和高精度要求的場合，PC-MCAT-2能夠?yàn)橛脩籼峁┚_、高效、靈活的解決方案。結(jié)合視覺系統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)和外部軸控制，PC-MCAT-2能夠滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中對同步性和協(xié)調(diào)性的嚴(yán)格要求，推動自動化流程的優(yōu)化和視覺操作復(fù)雜性，增加了故障率，還導(dǎo)致了維護(hù)升級的難度，454504英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇—46翠歐PC-MCAT-2代表了一種創(chuàng)新的“運(yùn)動+PC”集成解決方案，它搭載了強(qiáng)勁的四核英特爾?高性能處理器(Core&Celeron)，將高性能運(yùn)動控制器與緊湊型PC機(jī)無縫集成。在這一配置中，三個CPU內(nèi)核在Windows環(huán)境下運(yùn)行用戶應(yīng)用程序，而第四個內(nèi)核專門負(fù)責(zé)運(yùn)行RTX64實(shí)時系統(tǒng)，確保運(yùn)?RTX64實(shí)時擴(kuò)展，確保了運(yùn)動控制的高實(shí)時性。通過采用PC-MCAT-2方案，可以有—英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇鋁門窗智能生產(chǎn)線由鋁型材智能鋸切中心、—英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇鋁門窗智能生產(chǎn)線由鋁型材智能鋸切中心、CNC自動沖銑中心、復(fù)合加工中心、物流線、智能分揀臺、工業(yè)機(jī)器人組成。傳統(tǒng)的門窗加工切割型材采用雙傳輸導(dǎo)入（或單機(jī)使用時可通過U盤拷貝進(jìn)來），機(jī)器根據(jù)導(dǎo)入（拷貝）的數(shù)鋸切(45°、90°)、貼標(biāo)等功能，在生產(chǎn)線上，型材由鋸切中心切割，并由物流國內(nèi)門窗行業(yè)的發(fā)展歷程包括木窗、鐵窗、鋁窗、塑窗和斷橋鋁窗等階段，目前主要以斷橋鋁窗為主流，同時也有鋁木復(fù)合和系統(tǒng)窗等產(chǎn)品。過去，門窗加工屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，依賴大量手工操作，增產(chǎn)往往需要增加人力至少需要8名操作工人，另外還需拼裝、五金安裝、膠條壓條和參與度高，加之設(shè)備穩(wěn)定性和精度問題，常導(dǎo)致管理成本上升、錯誤率增加和產(chǎn)品質(zhì)量不一。能加工設(shè)備，并通過ERP、MES474704英特爾助力工控行業(yè)英特爾助力工控行業(yè)實(shí)戰(zhàn)篇—48作為國內(nèi)門窗幕墻設(shè)備行業(yè)的龍頭企業(yè)，天辰股份始終致力于研發(fā)和制造適合中國國情的智能門窗生產(chǎn)線。天辰股份與信捷電氣傾力打造的“MES-TCi門窗智能制造系統(tǒng)”創(chuàng)新性地將工業(yè)機(jī)器人與門窗自動化設(shè)備無縫對接，將高精度、效率與智能控制、智能分揀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0模式的運(yùn)行。憑借鋁門窗智能生產(chǎn)線節(jié)省人工、降低成本、提升效率、保證質(zhì)量、滿足柔性生產(chǎn)、提高綜合管理水平等諸多優(yōu)勢，可大大提升企業(yè)競爭力。對于傳統(tǒng)的勞動密集型門窗加工行業(yè)具有更作為一款兼顧了IT和OT能力的門窗智能系統(tǒng)，其在工控機(jī)XSA520_W（四核處理器）上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了控制與信息管理的高效融合。系統(tǒng)配置中，一個CPU核心專門運(yùn)行CodesysRTE