如何用软件代替PLC实现精准的运动控制？

“什么是软件实时控制？如何实现软件实时控制？目前，软件实时控制又达到了什么水平？”

说到工业自动化控制，由于需要保障严苛的稳定性和实时性，一直以来都是PLC、PAC或者IPC这些专用的硬件控制器的天下。虽然也有出现过软PLC，但由于其实时性不能很好的满足工业要求，并没有成为主流的控制方式。

然而近年来，随着实时操作系统等计算机技术的迅猛发展，以及PLC国际标准的制定，“软件+实时系统+IPC”这样的软件实时控制系统再次成为工业控制领域的新势力。这种控制方式不仅在实时性能方面达到了精准运动控制的要求，而且在灵活性、实现成本等方面相比硬件控制更具有优越性。

01 什么是软件实时控制？

所谓软件实时控制，就是用软件代替传统的控制器硬件实现实时控制，包括机器控制中常见的PLC逻辑控制、运动控制和视觉控制等。软件实时控制通常的实现方式是“软件+工控机（IPC）+实时操作系统”。

02 软件实时控制的特点&优势

软件实时控制的两大特点：

■ 系统软件平台化

系统软件平台化是指通过软件对硬件资源进行统一管控、按需配置与分配；

■ 应用软件多样化

应用软件多样化是指应用软件不受硬件资源约束，整个系统将实现更多的功能，对外提供更为灵活高效的和多样化的服务。

软件实时控制由于采用软件的方式来实现系统控制，只需要使用通用的IPC或者PC做硬件平台，所以软件实时控制使用起来更加灵活，在计算能力上具有更高的性能，更好的可扩展性以及更低的总体拥有成本。

03 自动化控制架构的选择标准

20多年来，设备制造商不断地努力想寻找出最合适的控制器架构，以满足市场提出的诸多要求并保护用户的长期利益。过去，PLC、IPC、PAC等皆在各自适合的应用场景保障着工厂的运营。但工业4.0和IIoT（工业物联网）改变了这一现状，它们不仅为设备制造商创造了新产品的契机，还改变了自动化控制架构的选择标准。

在工业4.0时代，除了要具备基本的设备控制器功能外，机器自动化现在还必须运用云端分析的回馈来优化性能，以及采用OPC UA、EtherCAT以及PLCopen等标准来简化设备通讯和构造，并且在控制器上运行同类最佳的第三方软件（例如端点分析关键）来提升价值，并缩短产品开发与上市的时间。这也是为什么软件实时控制出现在了大众的视野中。

04 软件实时控制平台

用软件实现控制虽然具有众多优点，但也面临着实时性、控制的精度和长期运行的稳定性等方面的挑战，而这也是软件实时控制一直以来并没有大规模应用的原因之一。因此，挑选一款具有性能优异、经过市场验证的软件平台显得尤为重要。

目前已有的软件控制平台中，已经实现了只需一台工业PC，就可以快速、高效地使用纯软件运动控制器和机器视觉替代多个硬件控制器。同时，可以与Windows、RTX64 RTOS、EtherCAT、IEC61131-3、OPC-UA等无缝集成，并利用这些标准（例如EtherCAT通讯协议）使制造业者避免被特定硬件供货商所限制，客户能够对任何智慧工厂优化其控制器。

内容来源：控制工程网