不同的工业流程,需要不同的工业软件。此前,我们已经介绍了面向研发设计环节的开源软件(详情查看:20 个开源的工业设计软件),今天就来介绍一下面向生产控制环节的开源软件,主要为可编程逻辑控制器(plc)、分布式控制系统(dcs)、生产执行系统(mes)、仓库管理系统(wms)。 先从最靠近硬件端的 plc 开始吧。
一、plc 及 dcs
1、openplc
openplc 是一个功能齐全的标准化开源 plc,无论是软件还是硬件,其诞生之初的重点是为自动化和研究提供低成本的工业解决方案,现广泛用于工业网络安全研究的框架。 openplc 由三部分组成:运行时、编辑器和 hmi 构建器 。运行时负责执行 plc 程序,编辑器用于创建 plc 程序。
使用 hmi 构建器 —— scadabr,可以创建漂亮的基于 web 的动画,以呈现运行后的流程状态。scadabr 通过 modbus/tcp 与 openplc runtime 通信。 openplc 项目根据 iec 61131-3 标准创建,该标准定义了 plc 的基本软件架构和编程语言,主要用于工业和家庭自动化、物联网和 scada(监控和数据采集)研究。
2、beremiz
beremiz 是一个用于机械自动化的 plc 集成开发环境(ide),符合 iec61131-3 编程语言标准,可将任何处理器变成 plc。beremiz 还包含用于创建 hmi 并将 plc 程序连接到现有的监控、数据库或现场总线的工具。 beremiz 由两部分组成: 集成开发环境(ide),beremiz.py。
它运行在用户的计算机上,使用 c 代码作为中间语言,用于编写、编译、调试 plc 程序和控制 plc 运行时。 引用 python 运行时实现,beremiz_service.py,它在目标平台上运行,与 i/o 通信并执行 plc 程序。 运行时的实现在不同平台上可能不同。例如使用 cortex-m 的 plc 很可能具有基于 c 的运行时。而 beremiz 项目默认包含 python 运行时的参考实现,可以在 gnu/linux、windows 和 mac os x 上轻松运行。
proviewr 是一个过程控制系统,采用 gpl 许可,包含顺序控制、调整、数据采集、通信、监控等常用功能,支持图形 plc 编辑器和高级编程语言(如 c、c++、java 或 fortran)。 proviewr 是一个软 plc。使用标准硬件和软 plc 的最大优势在于,系统规模、属性和性能主要受主机操作系统及其硬件的限制,对 i/o、pid 回路、plc 程序、计数器的数量没有限制。
plc 回路的最小循环时间小于 1 毫秒。 proviewr 是一个分布式系统,可以由多台计算机通过网络连接组成,一个典型的 proviewr 系统由一个过程控制系统和一个或多个操作站组成,每个操作站可配置成多个控制系统的 hmi 系统。proviewr 可以通过以太网(ip)和串行机制与其他计算机进行通信,支持多种不同的协议,例如通过以太网的 udp 或 tcp 套接字和串行链路上的 siemens 3964r。
proview 中最常用的 i/o 系统是 profibus/dp,还支持 profinet、ethernet powerlink、modbus tcp 和 rtu、pss9000、1-wire、一些 usb i/o 卡等 i/o 系统。 proviewr 能够以面向对象的方式工作,可以使用简单的功能块和简单的信号以传统方式进行编程,它支持创建复杂对象和相关函数对象,同时支持面向对象的概念,例如继承、方法和聚合。
4、tango controls
tango controls 是一个用于构建高性能分布式控制系统的软件工具包,包含用于监控和数据采集 (scada ) 和 dcs 的开源解决方案。 tango controls 是一个面向对象的分布式控制系统,它的设计基于称为设备的分布式对象的概念,在 tango 中,所有对象都代表着设备,对象(设备)可以在同一台计算机上,也可以分布在网络上。
tango 对象(设备)之间的通信可以是同步的、异步的或事件驱动,对象模型支持方法和属性。tango 提供了一个 api,它隐藏了网络访问的所有细节,并提供了对对象的浏览、发现和安全处理等功能。 tango controls 系统库在 lgpl 许可下发布,图形工具和部分设备服务器在 gpl 许可下发布。
5、apache plc4x
apache plc4x 是一个工业物联网通用协议适配器,一个用于集成 plc 的库。 plc 大多采用大量不兼容的协议进行通信,因此和外界(it / 互联网)的交互变得很困难,plc4x 项目致力于提供一组统一的 api,通过这些 api 实现能与大多数 plc 进行通信的驱动程序(通过各种 plc 的原生通信协议)。
二、mes
1、章鱼师兄
章鱼师兄(原名黑科)是一个国产的生产制造执行系统,基于 springboot 开发,使用 agpl-3.0 许可发布。
2、qcadoo mes
qcadoo mes 是一款针对中小企业的基于 web 的生产管理应用,结合了大型 erp 系统的功能,适应中小企业的特点,其开源版本基于 agpl 许可发布。
3、imes
imes 是一个为中小型 jobshop 制造商设计的软件,基于 apache-2.0 许可发布。不过有些可惜的是,自 2019 年起该项目就没有更新记录了,作者表示受新冠疫情影响,暂停了开发计划。
三、wms
1、greaterwms
greaterwms 是一个国产软件,遵循 apache license 2.0 协议,前后端分离,且完全开源,api 使用 restful 协议,方便二次开发,前端代码使用 quasar 进行构建,后端使用 python django3.1,利用 api,可以支持多仓、波次发货、合并拣货,milk-run 等业务模型。
2、kopsoftwms
kopsoftwms 是一个国产软件,基于 .net core 2.2 开发,支持 mysql 和 sql server 数据库,功能模块丰富,使用 mit 许可发布。该作者还发布了标签 (条码) 打印软件、制造执行系统、数据采集与监控及电子看板等项目,在 readme.md 文件中均有介绍。
3、smowms
smowms 是一个国产软件。已开源的代码为 c# ,是通过 smobiler 平台开发的基于 .net 的开源移动应用,包含了仓库、订单、主数据维护、图表分析、个人信息几大菜单功能。
4、deer-wms
deer-wms 是一个国产的立体仓库管理系统,使用 gpl-3.0 许可发布,基于自动化输送线、机械臂、点数机、提升机、堆垛机等自动化设备和现代化仓储精益管理思想开发而来。通过对接工厂的 ebs(erp 中一种)、mes、deer-wcs(设备调度系统)等系统接口,实现仓储上下游的数据打通,也是实现完全自动化的基础。
5、openboxes
openboxes 是一个库存和供应链管理系统,旨在管理医疗机构的库存和跟踪库存变动。该系统通过采用 fefo(先过期先出)策略来减少浪费,采用 eclipse 公共许可证发布。现有功能包括库存跟踪、批次和到期跟踪、库存移动和装运跟踪、采购订单、库存申请和履行,以及内置和可定制的报告。
6、mywms los
mywms los 是用于人工操作仓库的软件,用户界面简单。通过定义外部系统通信接口和可互换模块的内部接口,即所谓的插件,mywms los 可以创建模块化和开放式仓库管理系统,独立于硬件和操作系统,与不同制造商的产品和模块兼容,比如叉车和条形码扫描仪等。 mywms los 基于开源框架 mywms 发展而来,使用 gpl 许可发布,支持 jee 规范,并以面向服务的架构 (soa) 的形式提供基本的物流服务。
7、openwms.org
openwms.org 是一个用于构建现代仓库管理系统的软件项目,使用 apache-2.0 许可证分发,由仓库管理部分 (wms)、传输管理 (tms) 和其他系统的连接器组成,带有用于自动和手动仓库的物料流控制 (mfc) 系统。
wms 部分连接到 erp 系统,而运输管理系统控制现场控制器,如 raspberry pi 或 plc。还考虑了系统可用性、性能和可靠性等非功能性要求。
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介绍一下面向生产控制环节的开源软件
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