介绍一下面向生产控制环节的开源软件

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。

审核编辑：刘清