如何開發(fā)一款全國產(chǎn)化PLC？DeepSeek給我做了一個全面的方案！
發(fā)布時間：2025-02-17 作者：www.xstr.xyz
圖片來源：豆包
雖說DeepSeek還不能替代我們自動化工程師，但它已經(jīng)完全可以作為一個絕佳的助手，幫我們干很多工作。今天，我們叫它給我們做一個國產(chǎn)PLC的開發(fā)方案，盡管不是那么完美，但已經(jīng)十分有用了！您覺得這份方案能得多少分呢？
向DeepSeek提問
我公司想開發(fā)一款全國產(chǎn)化的PLC，性能要好，價格不能太貴，用戶又要好用，給我寫一個具體的開發(fā)方案。芯片和操作系統(tǒng)可以用現(xiàn)有的國產(chǎn)產(chǎn)品。
以下是一份全國產(chǎn)化PLC開發(fā)方案，涵蓋硬件、軟件、系統(tǒng)架構(gòu)及實施路徑，重點考慮性能、成本與用戶體驗的平衡：
一、項目背景與目標(biāo)項目
1. 背景：
- 工業(yè)自動化領(lǐng)域長期依賴進(jìn)口PLC（可編程邏輯控制器），存在供應(yīng)鏈風(fēng)險和高成本問題；
- 國家政策推動核心工業(yè)裝備國產(chǎn)化替代（如“中國制造2025”），市場需求迫切；
- 國產(chǎn)PLC需突破性能瓶頸，兼顧性價比和易用性。
2. 目標(biāo)：
- 開發(fā)一款全國產(chǎn)化PLC，核心芯片、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具鏈均采用自主可控技術(shù)；
- 性能對標(biāo)國際主流中端PLC（如西門子S7-1200系列），支持多任務(wù)實時控制；
- 成本控制為進(jìn)口同類產(chǎn)品的60%-70%；
- 提供用戶友好的編程環(huán)境和調(diào)試工具，適配工業(yè)主流協(xié)議。
二、技術(shù)路線與核心設(shè)計
1. 硬件架構(gòu)設(shè)計
- 核心處理器：
- 選用國產(chǎn)高性能多核處理器（如華為海思Hi系列、中科昊芯HX2000系列），主頻≥1GHz，支持硬件浮點運算；
- 內(nèi)置硬件加密模塊，滿足工控安全需求。
- I/O模塊：
- 模塊化設(shè)計，支持?jǐn)?shù)字量輸入/輸出（DI/DO）、模擬量輸入/輸出（AI/AO）、高速計數(shù)器、PWM等；
- 采用國產(chǎn)高精度ADC/DAC芯片（如上海貝嶺BL系列），分辨率≥16位。
- 通信接口：
- 標(biāo)配以太網(wǎng)（支持Profinet、Modbus TCP）、RS485（支持Modbus RTU）、CAN總線；
- 可選配5G模組
2. 軟件平臺開發(fā)
- 實時操作系統(tǒng)（RTOS）：
- 基于開源RT-Thread或翼輝信息 SylixOS（μs級實時性，通過IEC 61131-3認(rèn)證）進(jìn)行定制化開發(fā)，確保實時性和穩(wěn)定性（任務(wù)切換時間≤1μs）；
- 支持多任務(wù)調(diào)度和優(yōu)先級搶占。
- 編程環(huán)境(IDE)：
- 開發(fā)符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程軟件（類似Codesys），支持梯形圖（LD）、功能塊（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）；
- 一鍵燒錄與遠(yuǎn)程固件升級（OTA）
- 用戶友好設(shè)計：
- 內(nèi)置代碼自動補全、語法高亮、在線調(diào)試功能
- 提供仿真模式，無需硬件即可驗證邏輯
- 自主開發(fā)圖形化編程界面（類似國產(chǎn)Codesys）
- 開箱即用，預(yù)裝常用功能庫（PID控制、運動控制）
- 提供“快速入門指南”和視頻教程
- 故障診斷AI助手（基于華為云ModelArts開發(fā)），自動分析日志并提供解決方案
- 協(xié)議棧與生態(tài)兼容：
- 集成主流工業(yè)協(xié)議（OPC UA、MQTT、EtherCAT）；
- 硬件層：預(yù)留Profinet/EtherCAT擴展槽（使用東土科技KD6530協(xié)議芯片）
- 軟件層：提供OPC UA網(wǎng)關(guān)模塊（兼容主流SCADA系統(tǒng)）
- 定制協(xié)議：與國產(chǎn)伺服/變頻器廠商（如匯川、埃斯頓）深度適配
3. 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
- 國產(chǎn)化替代方案：
- 替換進(jìn)口FPGA為國產(chǎn)安路科技SF1系列，實現(xiàn)高速信號處理；
- 采用長江存儲NAND Flash和長鑫存儲DRAM，保障供應(yīng)鏈安全。
- 低功耗設(shè)計：
- 動態(tài)電源管理技術(shù)，空閑狀態(tài)下功耗≤5W；
- 無風(fēng)扇散熱設(shè)計，適應(yīng)高溫工業(yè)環(huán)境。
三、開發(fā)階段與實施計劃
階段1：需求分析（1個月）
● 調(diào)研用戶場景（如制造業(yè)、能源、水務(wù)），明確功能需求及性能指標(biāo)
階段2：方案設(shè)計（2個月）
● 完成硬件架構(gòu)設(shè)計、軟件框架搭建，選定國產(chǎn)芯片供應(yīng)商（華為、龍芯、中科昊芯等）
階段3：原型開發(fā)（6個月）
● 完成硬件原型（FPGA驗證+國產(chǎn)芯片替代）
● 搭建基礎(chǔ)軟件框架（操作系統(tǒng)移植+通信協(xié)議適配）
● 開發(fā)首臺工程樣機，實現(xiàn)基礎(chǔ)控制功能（邏輯運算、通信、數(shù)據(jù)采集）
階段4：測試優(yōu)化（3個月）
● 通過EMC測試（GB/T 17626.4-2018）
● 完成高溫/低溫/振動測試（GB/T 2423系列）
● 優(yōu)化代碼執(zhí)行效率及用戶界面
階段5：量產(chǎn)準(zhǔn)備（2個月）
● 與國產(chǎn)代工廠合作（如深科技、長城開發(fā)）
● 建立用戶反饋機制（首批100家試用客戶）
● 通過工信部國產(chǎn)化認(rèn)證
階段6：市場推廣（持續(xù)進(jìn)行）
● 聯(lián)合媒體舉辦行業(yè)研討會，提供免費試用機；針對中小制造企業(yè)推出“以租代購”模式
四、成本控制
芯片選型: 選擇性價比高的國產(chǎn)芯片，并與芯片廠商建立長期合作關(guān)系，降低采購成本。
設(shè)計方案: 采用模塊化設(shè)計，提高產(chǎn)品通用性和可維護(hù)性，降低研發(fā)和生產(chǎn)成本。
生產(chǎn)制造: 選擇具有豐富經(jīng)驗的代工廠進(jìn)行生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制。
五、成本與定價
六、競爭優(yōu)勢
1. 國產(chǎn)化替代紅利：符合政府優(yōu)先采購目錄要求
2. 定制化服務(wù)：快速響應(yīng)本土行業(yè)需求（如光伏、鋰電專用指令集）
3. 生態(tài)整合：與國產(chǎn)HMI/SCADA廠商（如威綸通、組態(tài)王）預(yù)集成
七、風(fēng)險應(yīng)對
● 芯片供應(yīng)：與海思、中科昊芯簽訂長期供貨協(xié)議
● 技術(shù)瓶頸：聯(lián)合中科院自動化所攻克實時性優(yōu)化
● 市場推廣：通過行業(yè)展會（如工博會）與KOL工程師合作測評
八、團(tuán)隊分工建議
項目總預(yù)算：約1200萬元（含2次設(shè)計迭代）
投資回報期：預(yù)計18-24個月（量產(chǎn)5000臺/年后）
本方案通過國產(chǎn)芯片組合創(chuàng)新、深度定制實時系統(tǒng)、模塊化架構(gòu)設(shè)計三大核心策略，在保證性能的同時實現(xiàn)成本優(yōu)化。建議首期選擇水務(wù)自動化領(lǐng)域進(jìn)行突破，該場景對成本敏感且國產(chǎn)替代政策支持力度大。
對于這份DeepSeek生成的國產(chǎn)PLC開發(fā)方案，您覺得怎么樣？是否具有一定的參考意義呢？歡迎大家留言評論！