比较客观的说，虚拟 PLC 是未来的一个选项。因为，有人也认为 SoftPLC 、云 PLC 、 AI PLC 也是未来呢？我们也还可以创造“元宇宙 PLC ”、“量子 PLC ”概念——那你敢说它不是未来吗？当然，讨巧的说，它们都算是虚拟 PLC，虚拟是指对物理硬件实体的PLC而讲的。

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

 - 文章信息 - 

本文作者宋华振，贝加莱工业自动化（中国）有限公司技术传播经理，由「说东道西」原创首发，数字化企业经授权发布。

前些时日（2个多月前），CEC老石微信里问我- 说去汉诺威展，看到各家公司都在讲“虚拟PLC”，你怎么看？我说“睁大眼睛看”。自动化行业显然正在IT化，就是开始变得更加喜欢“炫技”，拿着榔头到处找钉子的那个“范”出来了。

其实，前年e-works的黄培博士就和我交流过此话题，我专门打电话请教过彭瑜老先生。彭老师谈到最早是一家德国IT领域的公司主推这个“虚拟PLC”。另外也是某汽车巨头用户提出这一需求，据说某业界大厂不愿意，被用户威胁以后就没有生意了，才开发虚拟PLC。

可见它的来源主要是哪些试图颠覆传统PLC厂商的力量，这很正常，IT业界想进入OT世界，必须得把传统的PLC颠覆一下才能显得自己的英明神武-这是基操。最近几年里，IT向下，OT向上的这种趋势也是显著的。

与之对应的就是，自动化厂商也在不断通过新技术的集成，同样去拓展在虚拟化、容器方面的能力，以增强其方案输出能力—主要为了边缘/云端的任务，这类计算性任务，通常解决的全局性的任务，需要数据的“汇集”后来实现全局的洞察（Insight）并通过AI、数据分析类的任务实现对全局的调度、优化。目前，各家自动化厂商如SIEMENS、B&R、Schneider、Phoenix等均在布局虚拟控制技术的基础设施、任务编排及垂直应用。    

确切的说，虚拟PLC对于终端生产企业是一种显著的需求，这里的需求主要来自于对优化、调度类任务的处理需求。借助于通用的服务器/云来部署Runtime，并可以借助于像Linux这样的操作系统所构建的生态中的资源，无论是运行还是编程，以及开源社区的算法、库资源来实现其IT化的应用。

虚拟PLC是建立在现代的IC技术登峰造极的工艺水平上的，通常一个多核处理器可以达到数十乃至百级的核。每个核可以运行独立的Runtime或Linux/Windows—在这里，硬件的处理器能力、存储都不会成为障碍。

自动化这个行业其实，一直是离芯片、IT、AI这些发展前沿的领域比较近的，这可能跟下游的机械装备领域、生产领域相比，肯定是技术源离IT最近。

但是，自动化的确越来越倾向于IT化，尤其是AI化趋势比较显著。

1.容器化

容器技术是一种高效的应用程序部署方法，允许开发人员在隔离环境中打包和运行应用程序，这一过程被称为容器化。容器，它将应用所需的资源、配置、程序打包，并独立运行—相互也不打扰，这是一种纯的软硬件解耦的机制，以高效使用资源，并建立灵活的应用编排、配置、调度、串联工作。

图1-容器化技术

图1是容器运行机制，Container Runtime可以为应用提供相互隔离的运行环境。容器化技术也包括了一套完整的创建、管理、编排容器。

图2-贝加莱容器技术的边缘控制器

贝加莱的X20Edge是一个采用容器运行时来支持容器化应用的控制器，它包括基础的IIoT Connector-这个主要用于OPC UA/MQTT连接的通信数据接入。应用以及用户自己的应用均可运行于这个控制器。

2.IT化的操作系统

Linux会逐渐代替原有的一些μC/OS-II/QNX/VxWorks等操作系统。经过裁剪的RT-Linux其实本身就已经能够做到100微秒内的调度。而Linxu生态的资源包括数据分析、AI类软件，以及人力资源（懂得相应软件开发的工程师）也更为丰富。

自动化一向都是借助横向科技解决问题的行业—解决问题，包括机电工程本身是自家的吃饭东西。至于选什么工具，就看什么工具合适解决问题。AI化的时代—Linux生态肯定是个好选择。

3.通信连接的IT化

其实，OPC UA FX就从设计思路上更倾向于IT化，OPC UA的框架就是一个典型的IT系统，面向对象、模块化、资产评估、精益运营都被纳入。而TSN则基于IEEE的标准，而非以前的IEC标准组织的标准。TSN又是一个典型的“模块化”的思维搭建的网络，因为，它实际上调度器就分为很多种，时钟机制、配置方法都是模块化的。这与传统现场总线，实时以太网的三层（通常L1/L2/L7）整体集成是完全不同的。

OPC UA FX，之前称为OPC UA over TSN，考虑到5G和Wi-Fi的无线通信纳入，整体改为Field eXchange。在目前的进程中，C2C(控制器的横向通信集成)和C2D(控制器与驱动,远程I/O站、视觉等)的通信也在推进中，预计C2D的IEC60802工作组的规约在2026年底发布。

图3-OPC UA FX的愿景

其实，OPC UA FX就是为了整个的架构，从底层到云端的全集成通信，从图3可以看到.图4则显示了目前的OPC UA FX的测试床。主要的自动化厂商均参与其中，比较突出的是华为，作为IT厂商也积极的纳入到OT的生态中，体现了其在投身工业领域的决心和行动力。

图4-支持OPC UA FX的测试床由主流的自动化厂商推进

4.AI的分析与调度管理

在很多应用上，无论是工艺控制的迭代，因为要解决品质的问题。以及随着复杂的生产带来的生产排程、调度问题，也需要AI来给予支撑。将数据积累来实现工艺知识的挖掘，尤其是长流程大规模的制造业，大家都对机器学习寄予厚望。

打通产品设计/实验室工程测试与验证、生产营现场、商业智能系统，并实现全流程的数字孪生。在动态过程来不断挖掘数字，这似乎是个愿望。但是，其实，这个基础设施都在建设中。比如OPC UA对于动态的数据交互的支持，包括文件、代码的交互支持。以及在AI与自动化、云与现场的连接接口、数字化设计与运营之间的交互接口，其实一直都在逐步推进。

在如此复杂交织的多维数据空间里，肯定是AI才能发挥作用的地方，因为，人类已经无法通过计算或者依靠“公式”来表达这个系统。AI将代替人与传统的统计学方法来在这个新的空间里寻找数字的洞见。

5.轻量化软件

传统的软件，都有点“重”，可能为了某个特定的功能，就会将整个软件买下来。但，虚拟PLC上所运行的这些优化类任务，它是根据场景变化的，如果说为了开发、部署这些软件，而又要特别的软硬件绑定的一套系统，尤其是来自多个厂商的话，这意味着或者是在旁边加一套系统，或者运行多个任务，还得加载所需的runtime、工程环境。

采用新的容器技术，就使得公用底层操作系统资源-而不同的应用，即使来自不同厂商，它也可以被隔离运行。这为各种轻量化的独立应用创造了一个运行环境，即使来自不同厂商，也可以独立运行。

这就使得“轻量化”软件设计得以实现—并不需要额外部署所需硬件，以及相应的软件环境，也可以以APP—这种轻量化的软件，使得用户可以按需购买应用，同时，这也使得跨学科的应用，例如材料工艺的、机电控制的、视觉、机器人、过程控制等应用可以独立设计应用。

按照用户的这种需求，那自动化的吃什么？这个时候，他们表达了愿意支付工程开发费用，解决特殊问题的APP的授权费用，以及机电工程服务。我感觉这就是让自动化的人来变成纯粹的软件公司，纯IT化的公司了。

因此，虚拟PLC进一步提高了自动化公司未来在软件方面的能力需求。因为，在硬件和平台工具软件都“平权”的未来，一个自动化公司的价值究竟是什么？

必须是你的行业理解，工艺封装，用AI解决特定的问题所带来的价值。

在我看，“虚拟PLC是未来”这里暗含了“非此即彼”的黑白判断，其实，产品与市场它也不是个断代史。就技术而言，它是一种未来，但就产品和市场视角，传统的仅逻辑控制的PLC不是还在大量的销售吗，而且还是市场主体，虚拟的PLC目前在概念阶段。

虚拟PLC的到来，它通常建立在真正的需求—即，一个大型的，拥有非常好的自动化基础、且整个IT架构非常完善，AI的应用条件也很好。这个一般都是非常顶级的产业用户，不过，这样的用户通常数量极少。虚拟PLC在短期内，它仍然是一个概念，需要至少3-5年以后才能会看到更多的规模化应用。

比较客观的说，虚拟PLC是未来的一个选项。因为，有人也认为SoftPLC、云PLC、AI PLC也是未来呢？我们也还可以创造“元宇宙PLC”、“量子PLC”概念—那你敢说它不是未来吗？当然，讨巧的说，都算是虚拟PLC-虚拟是指对物理硬件实体的PLC而讲的。

自动化这个行业看，它一直都是个解决问题的行业，解决什么问题，用什么方法和工具——这是一种选择。

任正非老先生说“不要炫耀锄头而忘了种好地”。

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