大型 PLC 自主可控白皮书 1 1 [版权声明] 本白皮书版权为北京铂睿德佳信息服务有限公司（MIR 睿工业）所有，如引 用报告内容进行对外使用，所产生的误解和诉讼由引用方自行负责，本公司不承 担责任。 未经本公司同意，不得以任何形式将本报告出借、转售、出租、网上发布或 用作其他商业用途。凡使用本报告者均受本条款及本报告一切有关版权之条款约 束。 大型 PLC 自主可控白皮书 2 2 目录 第一章：中国 PLC 自主可控发展现状与趋势.......................... 3 (一) PLC 归属为工业操作系统领域 ................................. 3 1.工业操作系统概述............................... 政策力推工业操作系统自主可控，PLC 国产化被列为核心攻坚任务 . 5 1.政策类型一：设备更新政策促进现有设备和新增设备对 PLC 等工业 操作系统的需求...................................................... 5 2.政策类型二：补助政策驱动国产 PLC 等工业操作系统增长..... 11 (三) 国产 PLC 硬件加速实现自主可控.

个 5G 钢铁专网  全国第 1 个工控域 5G+ 探索  全国第 1 个多地协同的云化 PLC 验证成功  全国第 1 个基于 5G 的铁水运输无人化项目上线  业界第 1 次全面梳理钢铁行业全流程 AI 场景 入选工信部十个典型应用场景之一 工业互联网大会发布 5G+ 云化 PLC 5G 一键炼钢荣获兴辽杯一等奖 对外 对内 两个 定位 做数字经济筑路者 成为极致云公司 把 工控专网，构筑钢铁可靠连接 5G 专网 1.0 5G 专网 2.0  5G 核心网专属，安全可靠  4.9GHz+2.6GHz 双频组网，双发优选  控制类业务可靠性 99.999%  保障 PLC 远控业务安全可靠 5G/5GA 工控专网 共享 UPF 运营商 核心网 Internet 企业数据中心 公众网络 企业网切片 下沉 UPF  共享大网资源，本地分流  基于 4 现场各级应用 • 解决生产现场工控硬件、操作系统适配和数据 安全问题 PLC L1 生产执行系统 内部光纤网络 边缘云资源池 Profinet Profibus xx 工业总线 操作室 MEC Plug-in 云平台 工艺段 1 PLC 软件 工艺段 2 PLC 软件 车间 / 现场级自动化系统 工艺段 3 PLC 软件 ...... 工控 HMI 云电脑 电气室 生产线设备传动控制

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动态链接 驱动 弱点接入 驱动 MP DP 物流设备状态数据 MDC 驱动 物流控制指令 优化控制指令 能源数据采集 WCS 驱动 DNC 服务 OPC 驱动 视频 驱动 PLC 驱动 总部 / 收 货 通 知 能耗 数据 产量 数据 主数据 主数据 t 配料流程 配料系统运作主要包含三个系统 的协 同工作： ERP 系统，配料系统， 称量 系统 三个部分； 关于生产任务的下发，由于考虑到后期新工厂的设 计，将预留 PLC 写入工艺参数以及读取 PLC 数据的 接口。 现有模式通 过 PDA 开始生产任务，通 过 扫描进行投 料管理。 扫描投料复核需要 生产任务单，设备，物料完全匹 配的情况下才能提示投料。 备注：左侧流程图为完成工艺控制流程图，当前车间使 用配料系统不涉及到工艺部分的管控。 预留与设备 PLC 交互模式 生产管理 - 生产任务 自动记录和自动输送降低操作人员的劳动强度； 标准 SOP 操作流程以及操作流程电子可追溯； 称量防差错 - 减重法 u 隔膜泵：通 过 压缩空气控制隔膜泵进行物料输送 u PLC 控制点 ( 或者其他模块 ) ：控制压缩空气进入隔膜泵 u 触摸屏：获取地磅的重量，从而控制隔膜泵的启停 u 卫生级软管：用于连接隔膜泵和原料桶，隔膜泵通 过 软件连接配料罐进料口 称量防差错

的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller， PLC）来远程实时控制龙门吊及其抓手的移动操作、抓 手抓取/放开等操作，实现集装箱的堆放与转运。 2.3.2 网络需求 龙门吊远控对 5G 专网的网络需求主要是控制命 令的下发及 10~12 路摄像头视频回传，具体指标要求 如下。 a）PLC：下行速率为 100 kbit/s；时延及可靠性为 图1 港口作业区域分布 a）信号传输考虑：为降低控制信号时延，避免影 响港机远控效果，组网方案中监控视频和控制信号通 过不同的隧道进行分离传输。 b）时延考虑：5G 场吊远控方案通过 UPF 下沉到 港区进行部署，降低 PLC 控制信号端到端时延。同 时 ，无 线 空 口 采 用 RB（Resource Block）预 留 及 低 IBLER（Initial Block Error Rate）方案，以优化时延及提 升低时延稳定性。 网关 控制室 交换机 PLC 场吊（轨道吊/ 轮胎吊） CPE1 CPE2 VLAN-RTG-video VLAN-RTG-control VLAN-Server-video VLAN-Server-video VLAN-Server-control VLAN-Server-control 工业 网关 控制业务 PC 控制室 视频业务 PLC 陈 云，刘之光，陶伟宜

自动化办公系统的 办公文档、人力资 源等资料 结构化 半结构化 非结构化 没有严格的时效 性要求、需要定 期同步 非实时 企业生产信息 工业控制系统 分散控制系统、可 编程控制器 PLC 结构化 需要实时监控、 实时反馈控制 实时 生产监控系统 数据采集与监视控 制系统 结构化 需要实时监控、 实时反馈控制 实时 各类传感器 外挂式传感器、条 码、射频识别 结构化 包含实时数据和 为平均量，那么单个车间每天产生的数据量是多少？ 数据量 / 天 = 1,000 个传感器 * 200KB/ 个传感器 * 24 * 60 分钟 * 3 次 / 分钟 一、了解工业大数据 数据规模计算举例 • 某炼铁企业 PLC 生产操作数据、工业传感器产生的检测数据、现场的各类就地仪表的数据 等。整个炼铁大数据平台接入约 200 座高炉的数据。 以单座高炉为例，每个高炉约有 2,000 个数据点，数据采集频率为 1 分钟一 六、 学习目标 二、工业大数据采集 1 ．认识工业现场网络，了解工业数据的采集方式； 2 ．掌握工业数据采集系统的部署方法； 3 ．能够阐述工业数据的采集方式； 4 ．能够根据业务要求完成 PLC 数据的采集与存储； 5 ．能够根据业务要求完成 PTL 数据的采集与存储。 机器设备数据 工业 大数据采集 产品设计数据 生产流程管理 数据 资源管理数据 …… 结构化数据 半结构化数据

操作指令、数据的传递与采集 n TIA Portal n 自动化软件 全 自动化的控制与驱动装置 高柔性自动化 生产线 （自动、柔性、智 能、绿色） n 过程控制系统 n PLC n 驱动系统 n 人机界面 n 工业通讯 集成 自动 现场的各种设备、工装、物流与仪器 n RFID n 条码技术 n 视觉识别 n 传感器 n 天拓自动导引小车 化 Restricted 插件车间 总装装配车间 ANDON/PLC 设备监控与数据采集 按 ISA95 规范打造的数字化企业软件体 系 架 构 Page 7 2017.12.08 YGT17131008007 印刷、贴片、回炉焊、 AOI 、插件、 波峰焊、检验及立体 仓 库 AGV 等 贴片单元、插件单元、装配单元 检验单元及立体 仓 库 AGV 生产及装配指令 设计工艺数据 PLC ANDON 0 层 装备层 设备状态及参数 以高科技电子行业为例 ERP PLM 2 层 操作层 工装、刀具、模具全生命周期 Portal

性技术突破、市场需求变化、中国市场 国产化替代加速等多重因素影响，全球 及中国智能制造和自动化行业有望在 2030年进入高增长时代。其次，“平台 化、敏捷化、智能化”三大技术趋势将 驱动行业发展，工业互联网平台、虚拟 化PLC、人工智能、工业大模型等多项 创新技术令更多自动化、智能化场景成 为可能。制造业企业应全面拥抱“开放、 智能、融合”的智能制造软硬件平台， 选择开放融合的合作伙伴，抓住工业自 动化行业技术变革带来的效率提升机 产，用各类零件制造产品。生产 工作通常分散在不同区域，可独 立进行，也可连续进行。这一类 制造业的自动化支出水平相对 较低，但增长速度更快，各细分 行业差异很大。具体而言，离散 制造业的自动化产品包括控制类 （如PLC、IPC）、驱动类（如变 频器、伺服电机）、传感类（传感 器）、执行类（工业元器件等）和 系统软件等产品。全球范围内， 半导体和电子电气行业的自动化 支出增长最快。 1 根据ISA-95标准进行 “人机结合”的制造环境变为现实。根 据麦肯锡全球研究院的预测，伴随着 自动化技术和人工智能技术的发展， 到2030年，预计全球将有8亿个工作岗 位被机器取代。若发展相对缓和，也将 有4亿个工作岗位被取代。工业人工智 能、虚拟PLC、数字孪生和无代码/低代 码开发等技术是推动变革的关键技术。 其中，尤其是人工智能技术，显著提升 了工业自动化和工业机器人的性能，具 体体现在四个方面： （一） 增强感知能力：人工智能中的计 算机视觉、语音识别等技术，极

业，实体经济， 素首先得数 数据的流动，模型的沉淀， 数字化，把人机料法环测 服务节点的提供，形成数 据智能、机器智能、AI + IT AICDE ERP、 MES OT SCADA PLC/DCS CT 物联网 5G + = 工业互联网 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 6 XX报告《XXXXX》 工互是什么？1）智能化的维度 01 算力 亲和 · 专业 · 创新 9 XX报告《XXXXX》 传感器边缘层 云基建 数据中 心 工业互联网体系全梳理 01 IT数据 信息化系统 OT数据 生产设备 读码设备、RTU、PLC/DCS/IPC、嵌入式控制器 工业通讯模块、工业交换机、工业网关、中继器、网桥、 网络配置等 工业应用 开发工具 know how 工艺算法 组件 原理模型 组件 数字 孪生 建 云基建 数据中 心 工业互联网 平 台 PaaS/OS 工业 软件应用层 计算、存储、网络；公有云vs私有云 IT数据 信息化系统 OT数据 生产设备 读码设备、RTU、PLC/DCS/IPC、嵌入式控制器 工业通讯模块、工业交换机、工业网关、中继器、网桥、 网络配置等 传感器边缘层 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 11 XX报告《XXXXX》

万 /天； 过程质量控制点 16 点 /件 ；每年生产 1,500,000 平方 米的 PCB 板，相当于 50 个 足球场； 产品合格率 99.9988% ； 24 小时交货期； 智能断路器 PLC HMI 基于智慧工厂总结的智能制造工厂参考模板 SIMATIC HMI SIMATIC 控制器 SIMATIC IDENT 工业识别系统 SIMATIC 分布 式 I/O SIMATIC WinCC SCADA 系统 过程仪表与分 析系统 SIMATIC IT （ MES 软件） 制造执行 MOM 仓储物流 WMS 数据采集与监视控制系统 工业 网络 控制器和显示终端 PLC/CNC/MC/ HMI 识别和设备驱动系统 TIA 全集成 自动化 产品生命周期管理 (PLM) 企业资源管理 (ERP) 工厂层 现场层 控制层 操作层 执行层 服务 ) L3-- 执行层 -MES ( 生产管理 /控制、系统集成 ) L2-- 感知和通讯层 L1-- 设备层 数据 仓库 关系 数据库 实时 数据库 关系 数据库 PLC 智能工厂系统总体架构 11 智能服务 个性化定制 智能运营 管理流程 智能化 智能车间 设备智能化 定制化平台 智能服务平台 云制造 工业云 服务大数据 运营大数据