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前言

工业自动化是指将自动化控制技术结合信息技术运用在工业制造环节，旨在提高生产效率、缓解人力资源压力、提高质量控制和安全性。随着工业 4.0 的兴起和科技的飞速发展，工业自动化正逐步由对机械重复一致性的追求向信息化集成、柔性智能化输出等更高级别的数字化和智能化迈进。物联网 (IoT)、视觉辅助、大数据分析、大模型应用、云计算和边缘计算等关键技术的融合，正成为推动智能制造和工业自动化发展的新质生产力，它们为企业带来了前所未有的灵活性，使企业能够迅速适应市场变化和客户需求。
在这一转型的浪潮中，PC-based 运动控制凭借其卓越的灵活性和可扩展性，在高精度数控机床、机器人以及新兴自动化产线中发挥着关键作用。它通过软件实现定制化和快速升级，以实现复杂的运动控制策略、数据分析和实时监控。同时，其优越的网络连接性能，使其能够无缝融入工业物联网和智能制造环境，推动工业自动化向更加智能化、数据驱动的方向发展。这本白皮书将为工业领域的企业和合作伙伴提供一个系统而全面的视角，了解英特尔如何通过硬件和软件等方面支持工业的智改数转，以及英特尔与行业伙伴如何共同打造一个更智能、更高效的制造未来。

— 李岩
英特尔公司网络与边缘事业部
工业解决方案中国区高级总监

01 工业控制行业发展概况

PC-based 运动控制的需求与挑战

随着软件定义自动化技术在工业领域的深入应用，以及基于 PC 架构的运动控制器广泛部署，特定的技术需求和行业趋势逐渐显现：

• 由生产流程的复杂化和精细化，带来对于更多电机和执行器同步控制的需求增长，以实现精确的多点协调和同步。传统的控制解决方案，如单一的可编程逻辑控制器 (PLC) 或微控制器，往往在处理大规模轴控任务时遇到性能瓶颈，这些系统可能难以满足对高度集成和协调性能的现代工业要求。
• 追求更短的控制周期以提高控制精度成为了行业发展的趋势。在高速自动化生产线、精密加工以及高精度定位系统中，缩短控制周期能够显著提升系统的响应速度和加工精度，这对提高最终产品的性能和可靠性具有决定性影响。同时，更短的控制周期也意味着对系统抖动的进一步减小和网络传输延时的缩短，这些都是实现高效、高质量生产的关键因素。
• 在生产环境不断向智能化方向发展的过程中，对于更为高级和智能化的控制算法的需求日益上升。现代控制算法的职责已经超越了传统的开环或闭环控制任务，它们必须能够有效管理复杂的动态系统，并具备自适应和预测能力。此外，结合人工智能和机器学习技术，这些算法能够深入分析数据，并对控制策略进行优化，以提升决策的精准度和系统的整体性能。
• 随着自动化控制在整个生产环境中与信息化和智能化的深度融合，对计算资源的高效利用和整体方案成本的优化愈发受到重视。通过多任务负载的整合，可以提升硬件资源的使用效率、降低系统复杂度和成本。在这一整合过程中，鉴于控制任务的关键性质，保障实时任务的性能稳定性、确保系统安全以及实现任务间的有效隔离成为了至关重要的考量因素。

02 英特尔助力工控行业:硬件篇

硬件选型综述

英特尔® 为工业控制器系统提供了各种算力级别的处理器，丰富的可扩展高速 IO 及外围接口电路等硬件支撑，这些硬件包括英特尔凌动®、酷睿™、至强® 等处理器与 FPGA 及网络芯片，可以广泛满足用户从基础、主流、到高级的不同控制系统的需求。本篇侧重于凌动® 和酷睿™ 系列 CPU 的介绍。

2.1 英特尔® 低功耗平台

英特尔® Alder Lake-N 平台、英特尔® Amston Lake 平台

英特尔凌动® 处理器 x7000E/x7000RE 系列、英特尔® 处理器 N 系列以及英特尔® 酷睿™ i3-N305 处理器，支持最多 8 个能效核（E 核），专为多轴控制（e.g. 64 轴）和毫秒级周期的运动控制场景设计。搭载 Xe 架构的英特尔®超核芯显卡，不仅能够支撑图形用户界面，还能处理简单的视觉算法推理任务。

性能和效率

• 英特尔® 7 制程工艺
• 支持最多 8 个 E-core（能效核），在新架构下，显著提升单线程和多线程性能
• 高达 3.8GHz 的 CPU 睿频确定性实时性
• 利用英特尔® TCC 进行实时计算
• 平台控制器中枢 (PCH) 上支持时间敏感型网络 (TSN) 的 2.5 GbE 集成 MAC
• 首次在入门级产品线中支持 DDR5/LPDDR5内存，从而进一步保障了非实时任务大量数据
• 读取对实时任务的影响

工业特性

• 6 W 至 12 W 处理器基础功耗，支持无风扇设计
• 工业级 SKU 支持宽温运行
• 英特尔® Amston Lake 平台支持无显示输出SKU (headless)

管理与安全

• 英特尔® PTT — 符合 2.0 规范的集成 TPM，使用加密技术储存敏感数据、密钥和身份静态凭据
• 英特尔® DAL — 可以在英特尔® 融合安全与管理引擎 (Intel® CSME) 固件上运行少量 Java 代码作为可信应用程序

操作系统支持

• Windows 10 IoT Enterprise 2021 长期服务渠道 (LTSC)
• Ubuntu、RHEL、WR Linux
• Celadon（安卓）（社区支持）
• 支持 Zephyr RTOS、Wind River VxWorks 以及 BlackBerry QNX

兼顾视觉处理能力

•  CPU 支持英特尔® Advanced VectorExtensions 2（英特尔® AVX2）作为 SSE 扩展，以加速机器视觉处理
• 内置英特尔® UHD 集成显卡，采用新的 Xe-LP图形架构。最多 32 个执行单元 (EUs)，图形频率高达 1.25GHz，可用于轻量化 AI 模型推理

处理器示意图

2.2 英特尔® 酷睿™ 移动式处理器

第 12 代英特尔® 酷睿™ Alder Lake-P 平台、第 13 代英特尔® 酷睿™ Raptor Lake-P 平台

第 12 代和第 13 代英特尔® 酷睿™ 移动处理器，采用尖端的 Intel 7 工艺技术，融合了性能核（P 核）与能效核（E 核）的创新混合架构，实现了计算资源的高效分配。这些处理器最多搭载 8 个 P 核，轻松应对 IT 系统中的数据处理、分析以及传统机器视觉等复杂工作负载。E 核则专为处理原先在英特尔凌动® 处理器上运行的多轴控制（e.g. 64 轴）、毫秒级周期的运动控制任务而设计。内嵌的英特尔® 锐炬® Xe 显卡，最多包含 96 个图形执行单元 (EU)，不仅提供流畅的视觉体验，还赋予功耗和空间受限应用以 AI 推理的能力。得益于英特尔® PLL 锁相环技术，这些处理器能够保证 E 核上的实时任务始终以预设频率运行，而 P 核等其他核心则可以根据负载需求动态调整频率，这一变革相较于以往平台上所有核心锁定在基频以确保实时性的做法，显著提升了性能，更加适应于控制负载整合的场景。集成了多达 14 个计算核心和 20 个线程的这一系列处理器，结合了实时性能、强化的 AI 处理能力、高级图形处理功能以及PCIe 5.0 技术支持，为 IT 与 OT 融合的自动化应用场景提供了一个强大而灵活的多任务负载整合解决方案。

性能和效率

• 英特尔® 7 制程工艺
• 多达 14 个核心和 20 个线程，具有高性能混合架构
• Intel® Thread Director6 使您的核心与工作负载相匹配
• 高达 24 MB Intel® 智能缓存

确定性实时性

• 利用英特尔® TCC 进行实时计算
• 支持时间敏感型网络 (TSN)
• 通过英特尔® PLL 锁相环技术，可锁单 P 核或者 4 个一组 E 核作为实时任务，而其他核按需
• 动态调整频率

工业特性

• IBECC 内存
• 处理器基本功率范围为 15W 至 45W，低功耗SKU 支持无风扇设计
• 工业级 SKU 支持宽温运行

管理与安全

• 英特尔® vPro® 平台适用于特定 SKU
• 英特尔® 融合安全管理引擎 (Intel® CSME)版本 16

操作系统支持

• Windows 10 IoT 企业版 2021 长期服务频道(LTSC)
• 支持 EFLOW
• Linux 内核覆盖，可轻松采用物联网功能
• Celadon (Android)（社区支持）
• 支持 Ubuntu、Red Hat Enterprise、Wind River Linux 和 Wind River VxWorks 7

兼顾视觉处理能力

• 英特尔® 锐炬 X 显卡拥有多达 96 个执行单元(EU)，便于视觉识别、测量以及视觉引导等应用中高度并行的 AI 工作负载处理
• 通过在 CPU 上运行包含 VNNI 指令的英特尔®DLBoost 在 GPU 上运行 DP4a (int8) 指令，以及采用英特尔® 发行版 OpenVINO™ 工具套件，加速 AI 推理工作负载

2.3 英特尔® 酷睿™ 桌面处理器

第 12 代英特尔® 酷睿™ AIder Lake-S 平台 、第 13 代英特尔® 酷睿™ Raptor Lake-S 平台、
第 14 代英特尔® 酷睿™ Raptor Lake-Refresh 平台.

第 12 代、第 13 代及第 14 代英特尔® 酷睿™ 桌面处理器，借助其创新的高性能混合架构，显著提升了单线程和多线程性能。这些处理器为计算密集型的边缘应用提供了更多的核心和内存资源，并以高于移动平台的 CPU 单核基频，满足对更短控制周期（百微秒级）、更多轴控（上百轴）以及更复杂运动规划和控制算法的高端控制场景的需求。得益于英特尔® Speed Shift 技术，这一系列处理器能够将固定实时工作负载的核心频率锁定在高于基本频率的水平，以提升实时工作负载的性能，同时，非实时任务的核心可以根据负载动态调整频率，实现灵活的性能管理。内置的英特尔® 超核芯显卡不仅支持动态视觉体验，还将 AI 计算能力延伸至边缘，为物联网应用提供灵活的部署选项。多样化的 SKU 选项提供了丰富的功能选择，包括更多的核心以提升插入式应用的多任务处理能力，以及针对工业应用的增强耐用性。通过这种性能、效率和灵活性的最优组合，英特尔® 酷睿™ 桌面处理器在边缘计算领域能够高效完成更多任务，推动自动化和智能化的进程。

性能和效率

• 英特尔® 7 制程工艺
• 多达 24 内核 32 线程
• 最高可达 5.8 GHz 的单核睿频
• 多达 36 MB 的英特尔® 智能高速缓存
• 35 W 至 65 W 的处理器基础功耗范围
• 英特尔® 睿频加速技术 Max 3.0
• 内置性能管理和加速技术，包括英特尔® 硬件线程调度器、英特尔® 温度自适应睿频加速、
• 英特尔® Adaptive Boost Technology 和英特尔® DL Boost (VNNI)

确定性实时性

• 支持时间敏感网络 (TSN)
• 支持 Intel TCC
• 支持英特尔® Speed Shift 技术，可将 CPU锁定在更高的频率
• 集成式 1GbE MAC 和 2 个 2.5GbE MAC

管理与安全

• 英特尔® vPro® 平台适用于特定 SKU
• 英特尔® 融合安全管理引擎 (Intel® CSME) 版本 16

操作系统支持

• 支持 Windows 10 IoT Enterprise 2021 LTSC和 EFLOW
• Yocto Project Linux、Ubuntu、Red Hat Enterprise 和 Wind River Linux
• 虚拟机中的 Celadon（安卓）（社区支持）
• Real-Time Systems (RTS) 系统管理程序

兼顾视觉处理能力

• 多达 32 个图形 EU，满足并行 AI 工作负载的处理需求
• 采用 VNNI 指令的英特尔® DL Boost 加速 AI 推理工作负载
• 由英特尔® 发行版 OpenVINO™ 工具套件提供全面支持，可优化跨架构深度学习推理

处理器示意图

2.4 英特尔® 酷睿™ Ultra 处理器

英特尔® 酷睿™ Ultra 处理器

采用高能效 BGA 封装技术，结合先进的 AI 和图形处理能力，本系列处理器旨在加速 AI + 控制解决方案的部署。得益于英特尔® Speed Shift 技术，这些处理器能够为固定的实时工作负载锁定核心频率至高于基准水平，从而优化实时任务的性能。同时，对于非实时任务，处理器核心能够根据实际负载动态调节频率，实现高度灵活的性能管理。内置的英特尔® 锐炫™ GPU，配备多达 8 个 Xe 核心（最多 128 个图形执行单元）以及独立于 CPU 的专用缓存，确保 AI 任务的高速执行，同时避免对 CPU 的实时任务造成干扰。这一系列处理器为 AI + 控制的边缘计算应用提供了一种强大且灵活的多任务负载整合方案，同时实现了成本效益的优化。

性能和效率

• 基于 EUV 光刻技术的英特尔® 4 制程工艺
• 采用英特尔® 酷睿™ 处理器的高性能混合架构，配备英特尔® 硬件线程调度器
• 多达 16 个内核和 22 条线程
• 多达 24 MB 的英特尔® 智能高速缓存
• 15 W 至 45 W 的处理器基础功耗范围

确定性实时性

• 支持英特尔® Speed Shift 技术，可将 CPU锁定在更高的频率内存和 I/O
• 高达 LPDDR5-6400、LPDDR5x-7467 （Type 4 载板）、DDR5-5600
• 8 条 PCIe 5.0 通道
• 多达 20 条 PCIe 4.0 通道

管理与安全

• Elemental security engine (ESE)
• NIST 800-88r1（存储介质清理）

操作系统支持

• Windows 10 IoT Enterprise 2021 LTSC和 Windows 11 IoT Enterprise 2024 LTSC (2H'24)
• Ubuntu、Red Hat Enterprise Linux、Wind River Linux

兼顾视觉处理能力

• 单个 SoC 内配备众多计算引擎：P-core（性能核）、E-core（能效核）、英特尔锐炫™ GPU2以及英特尔® AI Boost
• 经优化的英特尔® Gaussian & Neural Accelerator（英特尔® GNA）3.5
• 英特尔® 深度学习加速技术（Intel® Deep Learning Boost，英特尔® DL Boost）与 DP4a指令

处理器示意图

03 英特尔助力工控行业:软件篇

软件选型综述

软件系统的不同层级均有开源和商用方案可供厂商选择，控制器厂商也可以按照自身的研发能力，在不同的层级选择商用方案来获得更好的技术支持和更快的产品落地速度，亦或选择开源方案来获得更深度的自主化程度和更优的开发成本。

PC-based 控制层级与常用方案

3.1 商用软件介绍

3.1.1 实时操作系统

RTX64
RTX64 是英特蒙 (IntervalZero) 实时操作系统 RTOS 平台里的主要产品，与 Windows 操作系统并存的同时还可以在多核心处理器上支持确定性与硬实时。这完整的解决方案提供了世界级的使用者体验，优于像是 DSPs、FPGAs和 MCUs 等实时硬件，并且大幅减少需要确定性或硬实时性的系统开发成本。对称多处理架构的 RTX64 充分利用了 64 位内存和效能的优势。独特的是 RTX64 RTOS 排程器能够让嵌入式实时应用程序直接存取 512 GB在 64 位 Windows 上的可寻址物理内存。这对现在的实时系统而言是很关键的，对比传统 32 位 Windows 系统限制物理内存只能有 4 GB，也是一个很大的进步。在工业制造业中，RTX64 特别适用于需要高精度定时和快速响应的应用，如机器人控制、视觉检测系统和复杂的自动化流程。

The INtime® RTOS
Tenasys INtime 是一款实时操作系统 (RTOS)，它与 Microsoft Windows操作系统紧密集成，为需要高度实时性能的应用提供了解决方案。INtime RTOS 在 Windows 环境中运行，允许开发者在同一台机器上同时运行实时和非实时任务，而无需双重引导或添加额外的硬件。这种集成为工业制造业中的应用，如数控加工、运动控制、数据采集和过程监控等，提供了无缝的实时功能。INtime 通过确保关键任务能够在确定的时间内得到响应和处理，从而提高了系统的可预测性和可靠性。它支持多处理器系统，允许实时任务在专用的 CPU 核心上运行，而不会受到 Windows 操作系统活
动的干扰，这样可以保证实时任务的最高优先级和响应速度。INtime 的这些特点使得它成为在 Windows 平台上实现高性能实时应用的理想选择，同时也保留了 Windows 操作系统的用户友好性和广泛的应用生态。

3.1.2 虚拟机

RTS Hypervisor
RTS Hypervisor 是一款实时操作系统(RTOS) 虚拟化解决方案，它允许在同一硬件平台上同时运行实时操作系统和通用操作系统，如 Windows 或 Linux。在工业制造业中，RTS Hypervisor 的特点是它能够确保关键的实时应用与其他非实时任务的隔离，这对于需要精确控制和高可靠性的自动化和控制系统至关重要。它支持多核处理器，可以将实时和非实时工作负载分配到不同的核心，从而提高性能和效率。此外，RTSHypervisor 的紧凑设计最小化了系统的开销，保证了实时任务的快速响应时间，这对于机器人控制、运动控制和复杂的工业过程自动化尤为重要。通过使用 RTS Hypervisor，制造企业可以在单一物理机上整合多个系统，降低硬件成本，简化系统架构，并提高整体的系统稳定性和可维护性。

Intewell-H
Intewell-H 工业互联网边缘操作系统是一个集成在 Windows/Linux 中的实时扩展及虚拟化解决方案。操作系统实现了 Windows/Linux 环境与实时环境并行运行，实时环境通过 Hypervisor 技术运行多个虚拟机，各个程序并行运行在自己的虚拟机(VM) 中，相互隔离，互不影响，安全可靠。
Intewell-H 工业互联网边缘操作系统可以安装在用户自行开发的硬件上，也可以预装在东土的边缘侧工业服务器上，实现数据采集、工业控制、边缘计算、机器视觉等多种不同业务应用一体化。
关键特性：

• 提供虚拟化环境下的强实时保障，实时虚拟机中断响应时间达到微秒级、实时虚拟机切换时间小于 5us、实时虚拟机定时器周期达到 50us
• 开放的生态，良好兼容 Windows/Linux 应用
• 预装东土工业控制编程平台 MaVIEW，人机监控平台 KySCADA 及 KyGate 协议网关应用
• 支持多个实时操作系统，主流桌面系统（非实时）同时运行
• 支持通过内部虚拟数据总线实现不同操作系统间的高速数据交换
• 集成多种协议，如 Modbus、CANopen、EtherCAT、西门子 S7、Profinet 等

3.1.3 工业连接性协议

EtherCAT (Ethernet for Control AutomationTechnology) 是一种基于以太网的高性能工业自动
化领域的现场总线通信协议。它由德国的 BeckhoffAutomation 公司在 2003 年推出。
EtherCAT 的主要特点包括：

• 高速通信：EtherCAT 利用以太网的物理层，但是在数据链路层实现了更高效的通信机制。它能够提供非常低的通信延迟和高数据吞吐量，数据更新速率可以达到微秒级。
• 实时性：EtherCAT 协议为实时控制应用提供了极佳的实时性能。它支持同步和异步通信模式，确保数据在所有设备之间准确同步。
• 灵活的拓扑结构：EtherCAT 支持多种网络拓扑结构，包括线性、树形、星形或混合拓扑，这使得它可以灵活地应用于各种不同的工业环境。
• 易于扩展：通过简单地添加更多的 EtherCAT 设备到网络中，系统可以轻松扩展。每个设备都可以通过一个标准的以太网接口连接到网络。
• 热插拔：EtherCAT 支持热插拔功能，可以在不中断通信的情况下添加或移除设备。
• 低成本：由于 EtherCAT 使用标准的以太网硬件，它可以利用现有的低成本以太网技术，减少了系统的整体成本。

EtherCAT 技术广泛应用于机器人、伺服驱动器、传感器、I/O 系统等工业自动化领域，因其高效的性能和灵活性，已经成为全球众多工业自动化系统的首选通信协议之一。

Profinet 技术是一种基于工业以太网的通信协议，专为满足工业自动化领域对于高速、可靠数据交换的需求而设计。它支持实时和非实时数据通信，允许设备之间进行快速且灵活的信息交换。Profinet 的特点包括高度的可扩展性、支持多种网络拓扑结构、集成先进的诊断功能，以及与西门子 Totally IntegratedAutomation (TIA) 平台的无缝集成，使其成为自动化系统中连接控制器、传感器、执行器和其他智能设备的理想选择。
Profinet RT (Real-Time) 和 IRT (Isochronous Real-Time) 是 Profinet 通信协议中的两种不同的实时数据传输模式，它们针对不同的工业自动化应用场景提供了实时性能。

• Profinet RT：Profinet RT 是一种软实时通信模式，它通过以太网提供了足够快速的数据传输，适用于大多数工业自动化应用。在 Profinet RT 模式下，网络交换机不需要特殊的实时特性，因此可以使用标准的以太网设备。这种模式通常用于那些对时间精度要求不是非常高的应用，如普通的 I/O 数据交换。
• Profinet IRT：Profinet IRT 提供了更高级别的实时性能，它是一种硬实时通信模式，能够保证在固定的周期内（通常是微秒级）传输数据，非常适合对时间精度要求极高的应用，如同步运动控制。Profinet IRT 需要特殊设计的网络硬件和交换机来支持等时性数据传输，以确保数据在精确的时间点到达目的地。

总的来说，Profinet RT 和 IRT 都是 Profinet 协议中用于满足不同实时性要求的解决方案。RT 模式适用于大多数工业应用，而 IRT 模式则适用于对时间同步性要求极高的应用场景。

3.1.4 软 PLC

软 PLC 通常由对 IEC 61131-3 或 IEC 61499 标准的支持的 IDE 加 runtime 组成，提供了与硬件 PLC 相同的逻辑处理和控制能力，但是由于它是软件形式，因此具有更高的灵活性和可扩展性。以下是软 PLC 领域的几家常见供应商：

CODESYS 是一个全面的工业自动化软件开发平台，它提供了一个统一的编程环境，让工程师能够使用符合国际标准 IEC 61131-3 的多种编程语言（如梯形图、功能块图、结构化文本等）来开发复杂的 PLC 应用程序。CODESYS 的强大之处在于其开放性和兼容性，它不仅支持多种操作系统，如 Windows、Linux 等，还能够与各种不同厂商的硬件无缝集成，包括 PLC、运动控制器和 HMI 设备。CODESYS 平台包含了从项目创建到代码编写、编译、模拟、调试和部署的完整开发流程。它还提供了丰富的库和功能模块，使得自动化项目的开发更加高效。此外，CODESYS 具备实时诊断和监控功能，可以帮助用户实时监控和优化运行中的自动化系统。

 

Axel LogicLab 是一款先进的集成开发环境 (IDE)，专为工业自动化和控制系统的编程和配置而设计。它基于Intel 处理器，支持 ECI 实时 Linux 及多种商业实时操作系统，如 INtime、RTX64 和 LxWin。LogicLab 在遵循 IEC 61131-3 标准的同时，兼容 Modbus、CANopen、EtherCAT、OPC-UA、MQTT 等多种通信协议。
特别地，Axel 为 Intel i210 网络卡提供了专门的 EtherCAT 主站功能优化，实现了单网口最多 256 轴控制和最低 125 微秒的循环周期，并支持多主站及环网冗余功能，为客户打造高实时性、高性能的控制系统提供了坚实的技术支撑。此外，LogicLab 与第三方高端运动控制算法供应商 ISG 公司的产品实现了无缝集成，进一步为工业制造业提供了灵活而强大的自动化解决方案。

Schneider Electric 的 EcoStruxure™ 开放自动化平台是一款基于 IEC 61499 标准的下一代工业自动化系统，旨在提供开放、灵活且可互操作的自动化解决方案。IEC 61499 标准是为了更好地支持分布式控制系统和工业过程自动化而设计的，它强调了功能块的概念，以及事件驱动和服务导向的架构。EcoStruxure AutomationExpert 利用这些原则，允许工程师创建模块化和可重复使用的应用程序组件，这些组件可以跨多个硬件和软件平台部署和重复使用，从而提高了工业制造业中系统的灵活性和可扩展性。通过采用这种基于标准的方法，EcoStruxure Automation Expert 支持跨供应商的互操作性，使得制造商可以自由选择最适合其特定需求的设备和服务，同时确保了长期的系统可维护性和未来的技术适应性。这种创新的自动化平台有助于提升生产效率，减少工程复杂性，并加速制造业向工业 4.0 的转型。

PHOENIX CONTACT 的 Virtual PLCnext Control 是一种创新的开放工业自动化平台，它打破了传统 PLC 系统的局限性，利用虚拟化和容器化技术可以快速灵活的将 SoftPLC 部署到客户硬件平台中，并通过提供开放的系统架构来促进工业信息系统和控制系统的融合。Virtual PLCnext Control 允许工程师使用各种编程语言（包括 IEC 61131-3 标准语言和高级语言如 C/C++、C#、Python 等）来开发应用程序，这样可以更好地整合现代信息技术 (IT) 和运营技术 (OT)。它支持基于云的服务和物联网 (IoT) 连接性，使得数据可以从现场设备无缝流向高级数据分析和业务智能系统。Virtual PLCnext Control 平台还提供了强大的网络功能和安全特性，确保数据在整个企业中安全可靠地传输。此外，它的可扩展性和模块化设计使得系统可以轻松适应不断变化的技术和业务需求，从而为工业制造业提供了一个灵活、未来的解决方案，以支持其数字化转型和智能制造的目标。

3.2 PC-based 控制器商用方案搭建

商用方案有较标准化的下载安装流程和较完整的技术支持。对于控制器厂商而言，选择商用方案可以有效缩短上市时间，提升产品质量，并且分摊潜在的客户支持风险。取决于控制器产品的要求，各个厂商有两种不同的商用软件的搭建策略。

3.2.1 软 PLC 控制器

控制器厂商可以在采用虚拟化（如有）和实时操作系统软件之外，进一步选择商用的主站协议栈和应用层软件。提供商用主站协议栈和应用层软件的软件供应商也很多。以 CODESYS 为例，商用的控制软件平台包括开发层(IDE)，通信层 (Gateway)，和设备层 (Runtime)，如下图所示。

一. CODESYS 三层架构说明：
①. 应用层：应用开发层包括 PLC 编程系统 — CODESYS Development System（具备完善的在线和离线编程功能）、编译器及其配置组件、可视化界面编程组件等，同时提供用户可选的运动控制模块及安全模块等组件，使 CODESYS 的功能更加完整和强大。
②. 通讯层：应用开发层和硬件设备层之间的通讯是由 CODESYS 中的网关服务器来实现的，同时 CODESYS通讯层也集成了 OPC 服务器。

• CODESYS 网关服务器。作用在应用开发层和硬件设备层之间。通过 CODESYS 网关服务器，CODESYSIDE 可以使用 TCP、UDP、CAN、USB、共享内存等通讯方式与 CODESY Runtime 进行通讯。它是CODESYS 开发平台不可分割的一 部分。
• CODESYS Automation Server 的边缘网关。

③. 设备层：在使用基于 IEC61131-3 标准的编程开发工具 CODESYSIDE 对一个硬件设备进行操作前，硬件供应商必须要在设备层预先集成 CODESYS 的内核软件 (CODESYS Runtime) 。同时，可以通过使用CODESYS 的可选组件：如 CODESYS 目标可视化编程模块或网页可视化编程模块来实现功能上的扩展。

二. 安装 CODESYS 编程系统：
CODESYS IDE 基于 .Net 架构，支持在 Windows 系统上安装。CODESYS Runtime 支持多种操作系统。用户可以到 http://store.codesys.cn/codesys/store/index.html 下载 IDE 和 Runtime 单机版的安装包。
三. 配置 CODESYS Runtime 环境：
CODESYS IDE 安装完成后，对于一些平台，可使用 CODESYS 官方提供的 Runtime 工具进行 CODESYSRuntime 部署，如 CODESYS Control for Linux SL 支持部署在基于 X86 + Linux 平台的硬件上；对于一些平台，也可直接安装 CODESYS Runtime，如 CODESYS RTE 支持客户直接将实时 Runtime 部署在 X86 +Windows 平台的硬件上。CODESYS 支持绝大多数 CPU 和操作系统以及无操作系统。也完成了对中国品牌（国产）芯片和操作系统的适配工作，如飞腾、龙芯；SylixOS、Reworks 等。（该介绍只以 CODESYSControl Win 的配置过程为例）

四. 执行：
用户在开发层编写完成的 IEC 程序通过集成的编译器编译为二进制代码，通过 CODESYS 网关，应用程序的二进制代码文件可下载部署到目标设备中，应用程序启动后，控制器就可根据应用程序的逻辑来完成输入输出设备的控制。

3.2.2 负载整合控制器

负载整合常见形态有如下几种：
1. Linux 发行版加实时补丁后在实时和非实时域运行不同负载整合
2. 基于 Windows 添加实时补丁到 Windows 内核，运行实时和非实时的负载整合
3. 通过虚拟机运行两个或多个操作系统，分别运行对应的负载来实现负载整合
控制器厂商通常自主开发应用层软件，而仅仅采用商用的虚拟化（如有）和实时操作系统软件。提供商用虚拟化和实时操作系统的软件提供商有很多，如 Kingstar，VxWorks，Acontis，Tenasys 等。

以 Tenasys 为例，商用搭建方法可进一步分为：

一. 当仅存在单个实时任务时（如高精度 CNC控制），INtime for Windows 可以将非实时
Windows 系统转化成实时 Windows 系统。INtime for Windows 是一个硬实时事件驱动的操
作系统，具有以微秒为单位的确定性。更多详情请参阅 https://tenasys.com/products/intimertos/
intime-for-windows/
①. 安装：使用标准的 Windows 安装工具安装，具体安装 INtime for Windows。
②. 配置：安装完成后，将通过硬件分区为每个实时节点分配资源，如内核，内存和 I/O。同时专属驱动程序确保整个系统的低延时，包括：以太网和 Intime HPE 的驱动程序（支持EtherCAT、Sercos IIl、Profinet 等总线协议），以及 xHCI USB、PCI/PCle 和串行端口的驱动程序。
③. 执行：系统重启后，INtime for Windows 实时操作系统即可使用。
二. 当同时存在实时任务和非实时任务时（如高精度 CNC 控制和 HMI 同时运行），需要使用硬件
虚拟化技术（如 eVMforWindows）隔离实时和非实时 Windows 系统，来确保二者互相独立运
行。更多详情请参阅 https://tenasys.com/products/evm-for-windows/
①. 安装：使用标准的 Windows 安装工具安装eVM for Windows 之后，系统的 CPU 核和存储器被分区。eVM 运行于一个核上而Windows 运行于其余核上。
②. 配置：eVM for Windows 将在同一套平台上建立实时和非实时两个 Windows 操作系统。每个操作系统都有它自己的专用处理器核、存储器、I/O、和中断，保持操作系统环境独立，从而确保每个 Windows 操作系统的性能。不需要 bootload-er 的帮助，也不需要重新安装 Windows。
③. 执行：eVM BIOS 提供 PC BIOS 的标准功能性，包括引导本地客户操作系统所必需的所有功能，从硬件驱动、活动硬盘、或者CDROM 镜像。多个客户操作系统可通过eVM 节点管理工具进行配置，启动和停止。

3.3 英特尔® 工业边缘控制软件平台 ECI

英特尔® 工业边缘控制（Intel® Edge Controls for Industrial，简称 Intel® ECI 或 ECI）旨在简化工业挑战的解决方案。这一基本目标指导着 ECI 的每一个组件、教程等的设计理念。让我们来回顾一下软件章节开始的表格，高亮部分就是已经在 ECI 里的组件，可以观察到 ECI 团队不断与工业客户互动，了解他们的挑战，在开源的方案基础上不断容纳商业组件。
ECI 简略架构见下图：

3.3.1 实时操作系统

发行版与实时内核
英特尔® 工业边缘控制提供与包括 Debian、Canonical Ubuntu 和 Red Hat Enterprise Linux 在内的流行 Linux发行版兼容的包和解决方案。通过在这些 Linux 发行版上实现融合，ECI 能够提供一个以开发者为中心的环境，这与现有的工作流程非常吻合。

实时补丁
1. PREEMPT_RT 项目是一个由 Linux 内核开发者领导的，基于 GPLv2 许可证的开源框架。
该项目的目标是逐步改进 Linux 内核，以满足实时要求，并将这些改进合并到主线内核中。PREEMPT_RT的开发与主线开发密切合作。
多年来，在 PREEMPT_RT 内部设计、开发和调试的许多改进现在已经成为主线 Linux 内核的一部分。该项目是 Linux 内核的一个长期分支，最终应该所有内容都合并入主线。
2. Xenomai* 项目是一个基于创作共用 BY-SA 3.0 和 GPLv2 许可证的开源 RTOS 到 Linux 可移植性框架，它有两种形式：
作为打了补丁的 Linux（代号 Cobalt）的共核心/实时扩展 (RTE)。
作为原生 Linux（包括 PREEMPT-RT）的库（代号 Mercury）。它旨在作为共核心以及在 3.0 分支上的PREEMPT_RT 之上工作。
Xenomai 项目将一个实时核心（名为 Cobalt 核心）合并到 Linux 内核中，它在内核空间内共存。Cobalt 核心中的中断和线程比 Linux 内核中的中断和线程有更高的优先级。由于 Cobalt 核心执行的指令比 Linux 内核少，因此可以减少不必要的延迟和调用路径中的负担。

3.3.2 虚拟机

1. ACRN
ACRN™ 是一个灵活、轻量级的参考虚拟机 (hypervisor)，在设计时考虑了实时性和安全关键性，并优化了通过开源平台简化嵌入式开发的过程。ACRN 定义了一种设备虚拟机参考堆栈和架构，用于通过虚拟机管理器(VMM) 在一个整合的系统上安全管理运行多个软件子系统。它还定义了一个用于虚拟设备仿真的参考框架实现，称为 “ACRN 设备模型” 。
ACRN 虚拟机是一个类型 1 的参考虚拟机，直接运行在裸机硬件上，适用于各种物联网和嵌入式设备解决方案。ACRN 虚拟机解决了当前存在于数据中心虚拟机和硬分区虚拟机之间的差距。ACRN 虚拟机架构将系统划分为不同的功能域，针对物联网和嵌入式设备精心选择了用户 VM 共享优化。

2. KVM
基于内核的虚拟机 (KVM) 是一种开源虚拟化技术，适用于带有虚拟化扩展的 x86 硬件上的 Linux（例如，英特尔® 虚拟化技术 (Intel® VT)）。
KVM 由可加载的内核模块组成，例如 kvm.ko，它提供了核心虚拟化基础设施。KVM 将 Linux 转变为一个类型 2 的虚拟机，允许宿主机运行多个隔离的虚拟环境，运行未修改的Linux 或 Microsoft Windows 镜像。
每个虚拟机都可以拥有私有的虚拟 BIOS（基本输入/输出系统）和私有的虚拟化硬件：处理器、内存、网络卡、磁盘、图形适配器等。

3.3.3 工业连接协议

工业连接有许多维度，有现场总线级别的连接协议，有设备之间的连接协议，也有数据云边传输的连接协议。ECI 在各个维度都提供了连接协议。
1. EtherCAT
IgH 的 EtherCAT 主栈用于自动化系统的开源项目，如机器人操作系统 (ROS) 和 Linux CNC。基于开源的 EtherCAT 主系统的应用可以降低成本并使应用程序开发更加灵活。基于原生的 IgH 主站，英特尔进行了以下优化：

• 支持 Xenomai 和 Preempt RT
• 将操作线程迁移到 Xenomai Dovetail
• 将最新的 IGB/IGC/GBE 高性能网卡驱动迁移到主栈

将 IgH 的内核态部分迁移到用户态，通过 DPDK 的使用摆脱了对内核的依赖。

2. CANopen
CANopen 是一个基于 CAN 的通信系统，包括高层协议和配置文件规范。CANopen 已经作为一个国际标准(EN 50325-4) (CiA301) 开发出来，具有高度灵活的配置能力。它被用于各种应用中，如医疗设备、自动移动机器人 (AMR) 以及以运动为导向的机器人或机器控制系统。
一个通用的 CANopen 设备有三个逻辑部分：
CANopen 协议栈处理通过 CAN 网络的通信。
应用软件提供内部控制功能和与处理硬件的接口。
对象字典接口协议和应用软件。它包含了所有使用的数据类型的引用，并存储所有通信和应用参数。

3. OPC UA
OPC UA 是由 OPC 基金会开发的用于工业自动化的机器对机器通信协议。

• OPC UA 客户端/服务器模型：OPC UA 首次发布于 2006 年，旨在取代其前身 (OPC)，并提供一个更好地满足工业自动化新兴需求的发展路径。自发布以来，OPC UA 在自动化行业取得了巨大成功，并继续被使用，其主要应用是提供 PLC 与网络设备之间的标准现场总线通信。
• OPC UA 发布/订阅模型：OPC UA 的最新补充是发布/订阅模型。OPC UA 的发布/订阅 (PubSub) 扩展支持快速高效的 1:m 通信。PubSub 扩展是协议无关的，可以与基于代理的协议如 MQTT 和 AMQP 一起使用，或者用于无代理实现，如 UDP 广播。

目前，大多数工业应用仍以较旧的 OPC UA 客户端/服务器模型为主。

3.3.4 软 PLC

1. OpenPLC
OpenPLC* 是一款基于易于使用的软件的开源可编程逻辑控制器 (PLC)。它是第一个在软件和硬件上都完全符合标准的开源 PLC。OpenPLC 项目是根据 IEC 61131-3 标准创建的，该标准定义了 PLC 的基本软件架构和编程语言。

2. RTMotion
运动控制市场展示了各种不兼容的系统和解决方案。在使用不同系统的企业中，这种不兼容性为最终用户带来了相当大的成本，学习过程令人困惑，工程变得困难，市场增长的过程也因此放缓。标准化无疑会减少这些负面因素。标准化不仅仅是编程语言本身（通过全球 IEC 61131-3 标准实现标准化），也包括向不同运动控制解决方案的接口标准化。通过这种方式，这些运动控制解决方案的编程就不那么依赖于硬件。应用软件的可重用性增加了，培训和支持所涉及的成本也减少了。
RTmotion 是英特尔公司创建的一个 C++ 库。RTmotion 实现了 PLCopen 运动控制标准第 1&2 部分、第 3 部分和第 5 部分中定义的单轴运动控制功能块的一部分。下图显示了 RTmotion 与英特尔® 工业边缘控制中其他组件之间的连接。

3.4 英特尔® PC-based 控制的应用类型探索

3.4.1 PAC 控制器

PAC（Programmable Automation Controller，可编程自动化控制器）融合了传统 PLC（ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器）的高可靠性和实时性，以及 PC（Personal Computer，个人计算机）的灵活性和强大计算能力，形成了一种综合工业 PC、PLC、视觉系统和 HMI（Human-Machine Interface，人机界面）的高性能控制平台。PAC 广泛应用于各类复杂自动化场景，包括过程控制、数据采集、机器控制以及运动控制等。
PAC 的主要特点包括：

PAC 实现方法多种多样，右图展示了一种基于ACRN 虚拟机构建的 PAC 架构。该架构利用
了第一类 (Type 1) 虚拟化技术，因此具备卓越的实时性和隔离性，为多任务和多系统的 PAC
应用开发提供了坚实的基础。此外，借助内存共享机制，该方案实现了虚拟机间的高速数据
交换，不仅在空间上实现了优化，同时也提升了系统间的通信效率，为负载整合带来了全面
的性能提升。

请注意，本文档中所介绍的商用软件功能仅为部分展示，并不代表软件的全部功能和性能。为了获取更全面的软件信息和最新功能，请访问官方网站查询获取。

3.4.2 云边协同控制系统

云边协同通过将云的集中式处理能力与边缘计算的本地化实时功能相结合，可以优化运营，提高性能，并创建响应更快、更智能的系统。

工业控制系统向云边协同架构的趋势是工业系统设计、部署和管理方式的重大转变。这一趋势是由对更灵活、可扩展和智能的自动化解决方案的需求推动的，这些解决方案可以处理日益复杂的工业过程和数据。
工业控制系统向云边协同架构迁移可以借助云计算和边缘计算的优势，例如：

请注意，本文档中所介绍的商用软件功能仅为部分展示，并不代表软件的全部功能和性能。为了获取更全面的软件信息和最新功能，请访问官方网站查询获取。

3.4.3 大模型赋能机械臂控制

大模型，即大规模机器学习模型，尤其是在深度学习中，以其庞大的参数量和数据处理能力著称。在工业和制造领域，它们正带动一系列变革：

• 生产优化：通过分析生产数据，大模型优化流程，提升效率，减少浪费，并通过预测性维护减少设备故障和维护成本。
• 质量控制：利用实时监控和图像识别技术，自动检测缺陷，确保产品质量。
• 供应链管理：处理大量数据，预测市场需求，优化库存，提升供应链效率。
• 个性化定制：分析客户数据，精准满足需求，提供定制化产品和服务。
• 机器人与自动化：为高级机器人和自动化系统提供智能化支持，增强灵活性和智能操作。
• 产品设计与开发：通过模拟和预测分析，评估设计方案，优化性能，缩短研发周期。
• 能源管理：优化能源使用，预测需求，实现高效能源管理，降低成本。
• AI 辅助决策：分析市场趋势和内部数据，为管理层提供战略建议。

大模型正成为推动工业数字化转型和智能制造的关键力量。随着技术进步，其在各行业的应用将更加广泛。在这一趋势中，英特尔对于大语言模型赋能机械臂的技术解决方案进行了初步研究，并构建了如下图所示的概念验证参考架构：

整体架构从任务的角度整个任务可以分解成三个阶段：
第一阶段是外部数据收集：这一阶段主要依赖两个外部输入，分别是人类的语音输入和摄像头的图像/视频信息输入，语音输入通过 Audio Speech Recognition (ASR)，基于 FunASR 运算框架，运行中文分析模型分解匹配预先设置的提示词 (prompts)，视频和图像信息则是直接给到后一阶段。
第二阶段是任务理解和分解：有了上一阶段的提示词输入，大模型（目前在 Qwen 和 Phi3 上验证）会将其拆解为一连串的子任务序列，子任务序列和图像视觉信息结合就构成了更加准确的执行目标，例如一个子任务，移动到红色盘子上方，结合视觉信息找到的红色盘子，计算得出上方的坐标信息，经过 interpreter 时也会做代码级别的验证，之后就可以给到 MoveIt2 路径规划，来规划出中间的一个一个路点。
第三阶段就是执行的阶段：有了路点的信息后，通过共享内存机制，实时系统将会得到路点数据，通过RTMotion 运动控制功能块，驱动机械臂上电机执行对应的加减速控制，来完成最终机械臂的整体运动，从而整体实现用过自然语言对机械臂的操控。

从系统的角度，这个架构中 Intel 的软硬件扮演着非常重要的角色：

• 硬件层面，基于 MTL-H 的算力，其 NPU 和 iGPU 在语言的解析和图像/视频的处理上起到了关键作用，CPU中性能核和部分能效核用于计算非实时域内的部分负载，而少部分能效核被单独隔离出来执行实时任务，配合专属的 Intel 网卡运行 EtherCAT 或 CANopen 的总线协议，来达到机械臂运动确定性的要求。
• 软件层面，Intel 工业边缘软件平台 (ECI) 毫无疑问充当了整个系统的底座，实时运动控制部分运行在PreeemptRT/Xenomai 环境下，而非实时部分通过叠加 OpenVINO 对大语言模型的推理提供了加速，其中FastSAM 起到分割图像作用，而 CLIP 满足识别的功能，同时系统也对视频和图像处理提供了效率上的提升。

方案优点
目前大模型的方案相对于传统机械臂编程方案有以下两点：
1. 任务拆解规划能力，子任务分解体现出相对于传统机械臂靠人来分析拆解运动步骤的优势。
2. 视觉模型均为零样本学习，不需要巨大的标准数据集支持， 模型的泛化能力更强。

04 英特尔助力工控行业 实战篇

4.1 新能源行业：施耐德锂电卷绕系统

背景与挑战

目前锂电行业生产，实体 PLC为主要的控制系统，现有实体PLC 控制系统有稳定性强，实时性高等优势；但同时也存在系统封闭、拓展能力弱、维护成本高、管控难度大、硬件成本高等问题。
因此我们期望能用软 PLC 替代锂电设备传统硬 PLC，结合虚拟化技术将锂电设备中的上位机和下位机两种不同的工作负载整合在一个计算机平台上，可以把两套专用硬件用一台工控机代替。
满足现场生产节拍成为挑战之一。在具体实现中，现场生产系统的正常运行需要控制系统
有较强的稳定性与实时性是方案实现面临的技术挑战。

解决方案

锂电卷绕系统控制架构图
我们的架构设计基于以下理念：

• 原生的 IT/OT 融合，基于对象的功能库封装，软硬件解耦设计，提升程序的可移植性以及可复用性，节省开发时间。
• 采用开放式、模块化和以资产为中心的自动化，便于未来系统架构部署。
• 系统设计简单，开放自动化支持批量编译、批量下载，集成系统级仿真工具，提升调试便捷性。

卷绕机是电池制造过程中非常关键的一个组成部分。它负责将电池的各个组成部分 — 阴极卷 (cathode roll)、隔膜 (separator)，以及阳极卷 (anode roll) —按照预定的顺序和方式紧密且均匀地卷绕在一起。异形卷绕机是用于非标准几何形状的电池卷绕设备，例如用于制造方形、扁平或特殊形状的电池。这类机器的设计更加灵活，能够适应不同的电池结构需求。异形卷绕机 demo 实现了
收放卷过程中的张力控制，纠偏控制，牵引控制等功能。

放卷模块是异形卷绕机中的一个重要组成部分，其主要功能是确保电池薄膜在卷绕过程中能够以恒定的速度喂入卷绕区域。为了实现这一目标，放卷模块需要根据卷径的变化自适应调节电机转速，以保持放卷速度的恒定。放卷模块根据卷径测量传感器提供的数据，动态调整电机转速，保持恒定的放卷速度，避免因卷径变化而导致的材料松弛或过度拉伸。控制收卷电机的速度，确保与放卷速度同步，避免材料堆积或拉断，确保卷绕过程的流畅性。

HMI 监控页面

通过 EcoStruxure 开放自动化平台内置的 HMI 实现跨平台分布式部署，友好的人机交互界面能够进行生产过程状态的实时监控，同时 HMI 也能对设备进行通讯参数设置，用户管理，报警信息显示和记录等。

方案优势

在锂电卷绕系统中，EcoStruxure Automation Expert 开放自动化软件配备了来自英特尔® 工业边缘控制 ECI 提供的RTMotion 运动控制库，该软件栈集成了视觉和传感器数据，并通过在不同电机之间平衡滚动速度，智能地实时进行应力补偿。搭载控汇智能无风扇 IPC，运行英特尔凌动® x7000RE 处理器上，其单线程性能相比 x6000RE 系列提高了最多2.5 倍。而且通过启用英特尔® Time Coordinated Computing (TCC)，能够实现非常精确的周期性任务控制，延迟抖动少于 10 微秒，这个表现已经足以支持一些极其苛刻的实时工作负载。

4.2 电力行业：南瑞继保数字变电站系统

背景与挑战

为了适应未来电力系统的发展趋势，提高电网的整体性能和竞争力，传统变电站正在向数字变电站转型。根据国际电工委员会 (IEC) 61850 标准的定义，数字变电站架构包含三层：过程层、间隔层和站控层，如图中所示，每一层都执行特定功能，各应用互相配合，共同执行数字变电站功能。

过程层

包括电源变压器、仪用互感器和开关设备，是一次设备和二次（保护和控制）设备之间的接口。在传统变电站中，该接口是通过铜电缆进行硬接线的，一次电流和电压信号在标准化后，通过保护、测控等二次设备传递，并控制电缆发送和接收状态信息。在数字变电站中，所有数据（模拟数据和二进制数据）都在靠近源头的地方被数字化，并使用 IEC 61850-9-2协议通过光纤发送到智能电子设备 (IED)。

间隔层

包括辅助设备或 IED，例如间隔控制器、保护继电器、故障记录仪和能量计。由于数据采集在过程层完成，IED 无需模拟输入。合并输入技术减少了二进制输入需求，使得设备更加紧凑，通常仅占传统设备一半的空间。IED 处理保护和控制算法逻辑，做出跳闸/不跳闸决策，并通过 IEC 61850 标准支持与过程层（下层）和站控层（上层）的通信。为确保最高的系统可用性和可靠性，通信网络通常设计有冗余。IEC 62439 标准中的高可用性无缝冗余 (HSR)和并行冗余协议 (PRP) 促进了 IED 的互操作性和不同供应商设备在变电站网络中的集成。

站控层

包括站控计算机、以太网交换机和网关。站控层总线允许多个客户端交换数据，提供 SCADA 系统之外的附加通信功能，并实现对等设备间的通信，连接到网关，实现变电站与调度中心间的广域网络通信。站控层的设备包含变电站 HMI、工程工作站（用于 IED 访问和本地数据集中存储）、SCADA 网关、以及连接远程 HMI 的代理服务器或控制器。

解决方案

本应用基于 x86 平台的虚拟化技术实现了多间隔层设备的负载整合方案。通过在 CORE/XEON-D 运行一型虚拟机软件ACRN，为不同的间隔层应用创建所需的运行环境。
ACRN 是一款开源的一型虚拟机软件，设计中着重考量了系统的实时性，安全性和隔离性，主要面向车载和工业控制设备相关应用。
ECI-ACRN 基于开源的 ACRN 软件，加入了工业场景特别功能，并针对场景做了全面的系统验证和性能优化。

方案优势

多实时虚机方案
数字变电站间隔层的应用对实时性要求很高，以测控单元为例，要求在 833us 的执行周期内应控制抖动值小于 35us。在同一个硬件平台上运行多个实时虚机，分别执行间隔测控功能，能够提升自动化系统集成度。ACRN 是一款针对实时性和隔离性进行过优化的通过对资源的隔离，尽可能
的减少虚拟上下文切换所带来的影响，最终实现接近原生平台的实时性能，从而为应用提供了基础环境。

无风扇设计

数字电站内部必须采用无风扇设计，一方面为了尽可能的提高方案的性价比，期望在硬件平台上承载更多的应用环境，这就导致所有的 CPU 都运行在耗能状态，也对系统的散热设计提出了更好的要求。
康士达提供的工业计算机采用盒式设计，良好的内部散热设计使得系统在标称热设计为 52W 的 CPU 下保持了系统的可靠性和稳定性。

应用负载调整运行频率，均衡实时性和变电站环境
在间隔层内部，不同的应用对基础环境的要求是不同的，有些需要更好的实时特性，有些需要更强的计算能力。ACRN 所提供的虚拟机环境可以对各自进行不同的设置，使得不同的虚机可以运行在不同的 CPU 频率上，以适应不同的诉求。

4.3 半导体行业：优易控 NoTime高精度柔性运动控制器

背景与挑战

在半导体工艺中，“键合” 是指将晶圆芯片固定于基板上，芯片键合技术通过将半导体芯片附着到引线框架 (LeadFrame) 或印刷电路板 (PCB，Printed Circuit Board) 上，实现芯片与外部之间的电连接。芯片键合对于运动控制的精确性、稳定性都带来了严苛要求。
传统的运动控制方案通常通过 PC（视觉/数据处理）+ 运动控制卡的方式来进行交互，但却存在以下问题：
1. 由于运动控制卡/器通常基于低功耗的算力平台构建，算力方面不够强大，难以实现复杂控制算法。
2. 传统运动控制卡/器的所有或部分机器程序运行在Windows 上，会受到 Windows 系统抖动问题，影响程序执行的稳定性。
3. 传统硬件控制器/控制卡/PLC 与 PC 上的视觉程序交互以及函数调用，一般都是通过网口或 PCI 接口与 PC 进行通讯，存在较为显著的延迟。
新一代运动控制器需要向着更高的信息处理能力、开放程度、运动轨迹控制准确性、通用性等方向不断迭代进化，采用多轴协调运动控制和复杂运动轨迹规划实时调整来实现闭环控制。

解决方案

优易控 NoTime 控制器创新地将运动控制的负载和视觉及数据处理的负载融合到搭载英特尔® 处理器的卓信创驰工业计算机上，并绑定不同的 CPU 核心进行处理，双方之间通过高速共享内存来连接，大幅提高了运动控制与一般 PC 应用的数据交互效率以及函数的执行速度。该方案集成了基
于实时系统的用户程序执行环境和运动函数库 NoTime，实现了更稳定和敏捷的机器控制，能够满足芯片键合等场景对于精细、低延迟、高稳定的运动控制需求。
基于英特尔® 架构的 ProU NoTime 控制器支持包括第 11 代/第 12 代英特尔® 酷睿™ 处理器、英特尔凌动® x7000E 系列处理器、英特尔® 处理器 N 系列处理器在内的处理器选项，不仅能够满足复杂的机器控制算法的高效运行，还具备宽温支持、高稳定性、远程维护等能力，为运动控制奠定了坚实的硬件基础。

该控制器还应用了英特尔® 资源调配技术 (RDT) 提升实时处理能力，采用英特尔® Virtualization Technology for DirectedI/O (VT-d)、英特尔® Virtualization Technology for x86 (VT-x) 等虚拟化技术实现硬件虚拟化。上述软硬件技术能够满足ProU No Time 控制器在算力、延迟控制、稳定性等方面的需求。

方案优势

优易控 NoTime 控制器，支持芯片键合场景，芯片键合的组装精度达到 X/Y 组装高精度 ±10μm@3σ；旋转精度达到 ±0.15°@3σ，可编程力控应用为 Bond force 0.5N~75N，UPH 超过 6K/工位 13。其具备以下优势：

• 运动控制程序和机器视觉等软件放在同一台工业计算机上，通过高速共享内存的交互方式，大幅度提高了运动控制器与一般 PC 应用的数据交互效率以及函数的执行速度。

在测试中，ProU 运动控制器通过循环调用读写轴位置信息的指令 20000 次，记录每次周期时间。测试数据表示，PCI 通讯的控制卡平均读写时间为 71.74 微秒，而 ProU 使用共享内存交互方式平均仅需 0.06 微秒，速度可达 PCI接口控制卡的一千倍。

• 基于英特尔® 处理器高算力，单个控制器实现最多 64 轴的 125μs EtherCAT14 周期运动控制，高性能的驱动器管理。如图所示，在 CPU 占用 100%，内存占用 94% 时，Notime 平台依然能够保持出色的实时性能。

• 通过 NoTime 系统，机器的逻辑、运动和视觉控制程序完全在 INtime 实时系统运行，提高机器程序执行的稳定性，提升机器效率。ProU 在相同伺服系统下，相同硬件条件下进行循坏运动实验，结果显示 NoTime 方案比 Windows 方案速度提升约20%，稳定性提升约 99.83%。

ProU NoTime 控制器还提供了实时视觉功能，减少Windows 波动对图像传输和处理的影响，视觉与运动和交互速率和稳定性大幅提升。

• ProU NoTime 控制器的前馈控制功能基于 CNC算法库。通过设定轴的动力学参数、用户选择的运动学模型以及英特尔® 处理器的强大算力，获得精确的运动预测模型补偿扰动对轴的影响，通过EtherCAT 总线将计算结果传递给伺服的电流环和速度环偏移接口，达到最佳的运动控制效果。
  测试数据显示，在打开前馈控制功能之后，平均路径偏差从 0.033mm 下降到 0.013 mm，0.01mm 定位精度的整定时间从 13.2ms 下降到 10.6ms。

4.4 包装印刷行业：埃斯顿翠欧视控一体控制器

背景与挑战

在传统包装印刷行业，系统由工控机、运动控制卡/控制器、视觉系统、机器人及外部轴等多个独立组件构成，其集成过程复杂且耗时，涉及大量定制化设计和接口协调工作。这种分散式的系统架构不仅提高了操作复杂性，增加了故障率，还导致了维护升级的难度，以及数据难以在不同系统间流通的孤岛现象。此外，由于集成的复杂性和硬件与软件的分离，系统的响应速度受限，影响了生产流程的灵活性和对市场变化的快速适应能力。这些挑战凸显了对于软件定义一体化控制管理解决方案的需求，以简化系统架构，提高效率和市场响应速度。

翠欧 PC-MCAT-2，作为一款高性能的基于 PC 平台的运动控制器，适用于广泛的自动化和精密运动控制应用。特别是在对数据采集、边缘计算和图像处理有着高速和高精度要求的场合，PC-CAT-2 能够为用户提供精确、高效、灵活的解决方案。结合视觉系统、机器人技术和外部轴控制，PC-MCAT-2 能够满足复杂工业环境中对同步性和协调性的严格要求，推动自动化流程的优化和智能化升级。

方案优势

翠欧 PC-MCAT-2 代表了一种创新的 “运动 + PC” 集成解决方案，它搭载了强劲的四核英特尔® 高性能处理器 (Core &Celeron)，将高性能运动控制器与紧凑型 PC 机无缝集成。在这一配置中，三个 CPU 内核在 Windows 环境下运行用户应用程序，而第四个内核专门负责运行 RTX64 实时系统，确保运动控制程序的实时性能。

• 无风扇紧凑型 PC 设计，提供多种 CPU 选项以满足不同的处理需求。
• 共享内存数据交互，实现高效的数据处理和通信。
• 一体化集成设计，简化了系统架构，减少了设备间的连线，提高了通信稳定性。
• RTX64 实时扩展，确保了运动控制的高实时性。
• 最小伺服周期 125μs，支持最多 22 个 Motion-ix 程序，满足高端运动控制需求。
• 内置千兆网口，便于与视觉相机等外部设备的连接。

通过采用 PC-MCAT-2 方案，可以有效降低传统工控机加运动控制卡/控制器的成本，同时减小电箱空间占用，为自动化控制系统带来更高的性价比和空间效率。

4.5 铝机行业：信捷门窗智能制造系统

背景与挑战

国内门窗行业的发展历程包括木窗、铁窗、铝窗、塑窗和断桥铝窗等阶段，目前主要以断桥铝窗
为主流，同时也有铝木复合和系统窗等产品。过去，门窗加工属于劳动密集型产业，依赖大量手
工操作，增产往往需要增加人力和设备投入。
断桥铝门窗的加工工艺包括开料、铣孔、组角、组装中梃、装配及包装等步骤，其中中梃加工涉及切料和铣削端面。相应的，生产线需配备切割锯、铣床（冲床）、组角机等设备。以年产 10 万平米计算，至少需要 8 名操作工人，另外还需拼装、五金安装、胶条压条和包装人员，共计至少 16 人。人工参与度高，加之设备稳定性和精度问题，常导致管理成本上升、错误率增加和产品质量不一。
如今，铝门窗行业正从劳动密集型加工过渡到信息化生产，向智能生产线转型。众多企业正选择采用智能加工设备，并通过 ERP、MES等管理软件构建智能化、自动化、无纸化的现代工厂，实现从 “制造” 向 “智能制造” 的跃迁。

铝门窗智能生产线由铝型材智能锯切中心、CNC 自动冲铣中心、复合加工中心、物流线、智能分拣台、工业机器人组成。传统的门窗加工切割型材采用双头切割锯，1-2 人操作，劳动强度大；在锯切中心的加工数据由工作站通过网络传输导入（或单机使用时可通过 U 盘拷贝进来），机器根据导入（拷贝）的数据依次进行加工，人为干预错误率高。新型铝型材智能锯切中心具有自动上料、锯切 (45°、90°)、贴标等功能，在生产线上，型材由锯切中心切割，并由物流线送至下一道加工工序，通过智能系统的高度集成，尽可能减少人工干预。

作为国内门窗幕墙设备行业的龙头企业，天辰股份始终致力于研发和制造适合中国国情的智能门窗生产线。天辰股份与信捷电气倾力打造的 “MES-TCi 门窗智能制造系统” 创新性地将工业机器人与门窗自动化设备无缝对接，将高精度、效率与智能控制、智能分拣相结合，实现工业 4.0 模式的运行。凭借铝门窗智能生产线节省人工、降低成本、提升效率、保证质量、满足柔性生产、提高综合管理水平等诸多优势，可大大提升企业竞争力。对于传统的劳动密集型门窗加工行业具有更大的意义，必将引导行业的快速发展和进步。

作为一款兼顾了 IT 和 OT 能力的门窗智能系统，其在工控机 XSA520_W（四核处理器）上运行，实现了控制与信息管理的高效融合。系统配置中，一个 CPU 核心专门运行 Codesys RTE 实时控制引擎，而另外三个核心则负责运行 Windows10 操作系统，具体的负载任务如下所示：

工控机 XSA520_W 所装/运行的软件：

• 上位运行软件：信捷控制软件 CNC
• 文件阅读软件：WPS 或者福星阅读器
• 通讯运动软件：CodesysRTE
• 触控软件：eGalaxTouch
• 远程软件：向日葵
• 无线网卡
• 摄像头监控

工控机 EtherCAT 所带设备（从站）：

• 2 个 EtherCAT 远程 IO 模块
• 21 个 EtherCAT 伺服
• 1 个 EtherCAT 激光控制器
• 4 个 EtherCAT 变频器

方案优势

• 大幅度减少人工成本，增加工厂智能化管理
• 通过凝胶塔、塔库等智能仓储，增加厂房的利用率
• 通过门店-工厂生产全流程链路拆解，完成从营销获客、方案设计、接待提案、下单拆单、订单管理、排产优化、生产执行全流程的提质增效，解决工厂产量大、交期慢、效率低问题

4.6 电子制造行业：诺达佳 集成 AI 能力的运动控制器

背景与挑战

在电子制造领域，异性插件机专门用于自动化电子装配过程中按照预设程序将编带或者供料器的
电子元件通过多工位多头夹取，将电阻、电容、晶体管、连接器和按键等异形元件自动插装到 PCB板的指定通孔上，极大地提高生产效率并降低成本。随着电子产品的日益普及和快速更新换代，对更小、更复杂的电子元件的需求持续增长，异形插件工序需解决高精度定位、快速产品切换、严格质量控制和成本效率优化等关键问题。组件的快速更新和多样性要求插件机具备适应性强、精确度高的特性，以应对设计的微型化和多变性。市场对电子产品快速交付的需求迫使生产线必须灵活调整，以缩短产品从设计到市场的周期。同时，精确的质量监测和故障检测对于防止产品
失效至关重要。此外，电子制造商面临着在保持产品质量的同时提升自动化水平、优化生产流程以
降低成本和提高产能的双重压力。

解决方案

传统的异性插件机的设备控制主要由视觉系统、运动控制系统和人机交互三大部分组成，运动控制部分主要通过运动控制卡或者 PLC 来实现，功能相对比较固定，不易实现扩展性和灵活的配置，多种硬件的耦合，不但数据交互效率不高，而且技术升级需要更换设备或进行生产线改造，成本高昂且耗时长，给设备生产厂家带来成本控制和换料操作的困扰。为了满足生产现场对高速、高精度运动控制的要求，并整合 AI 视觉控制系统以实现插件过程的实时检测与调整，减少人工操作并提升效率和精准度，并消除生产中的不稳定因素，我们提供了一款基于 NP-612x 系列工控机集成 CODESYS 和 OpenVINO™ 工具包的 AI 视觉运动控制解决方案。该解决方案集成了高性能工控计算能力、IEC61131-3 的开发环境以及尖端的深度学习工具，为机器视觉应用带来了一个性能优异、稳定可靠、易于集成及扩展的平台。

NP-612x 系列控制器搭载 Intel 酷睿 i3/i5/i7 高性能桌面级多核 CPU，小体积，大算力，同时集成 POE 网卡、光源控制、串口、USB 以及 DIO 等多种 IO 功能，与传统工控机搭配板卡的方案相比，不但体积小，精巧的结构设计，保证了系统的连接可靠性，丰富的 IO 接口可适应于多种应用场景。通过搭配 CodeSys 软 PLC 的环境，极大发挥了 CPU 的多核处理能力和运动控制性能，硬件功能软件化，进一步实现了传统的硬件组合的解耦，通过共享内存来实现功能组件之间的通讯，
解决了大数据交互的速度瓶颈。通过 EtherCAT 总线扩展 IO 或者执行单元，不但有利于设备安装，而且在后期的维护和升级过程中带来更多的灵活性。控制系统搭配超级电容 UPS 守护系统与数据安全，断电无忧。

OpenVINO™ 是英特尔推出的一款针对计算机视觉应用的工具套件，旨在帮助开发者快速实现高性能、低功耗的视觉识别应用。OpenVINO™ 具有以下特点：支持多种深度学习框架，如 PyTorch，TensorFlow、ONNX 等主流框架。提供丰富的预训练模型，包括图像分类、目标检测、语义分割等支持异构计算，可在 CPU、GPU、NPU 等不同计算单元上运行。
提供性能优化工具，如模型优化器、推理引擎等。支持 OpenCV 库，方便图像处理和显示。通过 OpenVINO™ 工具套件，开发者可以利用深度学习技术实现高性能的机器视觉应用，提高识别准确率和实时性。

方案优势

NP-612x-H1 是一款高性能的工业计算机或嵌入式系统，专为需要复杂计算和高效数据处理的应用场景设计。结合 CODESYS
和 OpenVINO™ 技术，可以构建出具有先进功能的 AI 视觉运动控制器，其主要功能特点包括：

• 高性能图像处理：通过集成 OpenVINO™ 加速深度学习模型在各种硬件平台上的推理速度，AI 视觉运动控制器能够快速、高效地处理图像识别、物体检测、人脸识别等多种计算机视觉任务，适用于工业检测、自动化引导车辆 (AGV)、智能安防等场景。
• 实时控制能力：CODESYS 是一个国际领先的跨平台自动化软件开发环境，支持 IEC 61131-3 编程标准。它允许开发者使用高级语言（如 Structured Text，Ladder Diagram 等）编写控制逻辑，实现对机械设备的精准控制。结合 NP-6122-H1的高性能处理器，可以确保控制指令的实时响应，满足工业自动化中对时间敏感的控制需求。
• 灵活的硬件接口：NP-612x-H1 通常配备有丰富的 I/O 接口（如 Ethernet、USB、串口等），便于连接各种传感器、执行器、相机等设备，为 AI 视觉系统提供全面的硬件支持。这使得系统能够采集多样化的输入信息，并根据 AI 分析结果迅速作出反应，执行相应的动作控制。
• 低功耗和可扩展性：基于 OpenVINO™ 和 CODESYS 的软件架构具有高度的灵活性和模块化设计，能有效消除数据交互不及时的问题，显著提高数据处理速度，简化生产流程，实现了从异形插件机到高速异形插件机的跨越。助力客户实现规模化、效益化、智能化生产，进而实现高速高精度的生产目标。

05 合作伙伴加速项目和产品推荐

5.1 PIPC 工业电脑优选项目介绍

英特尔® 工业电脑优选项目介绍

英特尔® 工业电脑优选项目是英特尔针对中国工业用户的本地开发习惯，利用英特尔在工业级芯片、工业边缘节点参考架 构、工业边缘软件平台的多年积累，挑选适合不同应用的工业电脑产品进行测试及优选验证的项目。该项目针对不同工业 应用和需求，分别设立软件调优等级，具体为：

典型工业应用

• 工业控制 
• 机器视觉
• 显控一体机 Panel PC

软件调优等级

• 优选级 Elementary Select
• 甄选级 Advanced Select
• 工业级芯片及模块化设计*

项目入选机型配置均符合：

 新款主流 X86 平台

• I/O 端口已适配不同工业应用需求
• 针对工业级工况提高可靠性要求

项目入选机型配置均提供：

• 基于标准（如 IEC 等）的可靠性测试报告
• 权威第三方机构（如 CE、FCC 等）出具系统安规证书

不同工业应用软件调优：

项目入选机型配置均完成：

• 该机型已针对不同工业应用进行差异化调优
• 调优结果均通过了英特尔® ECI 或 CVOI 内置工具验证

工业电脑优选项目测试函及加速计划

英特尔® 工业电脑优选项目测试函由英特尔签发（中英文双语测试函），提供给通过测试机型的生产厂家，载明的信息包括：

机型信息

• 生产厂家以及 Logo
• 型号以及机器外观图片
  - 硬件配置
  - 软件环境及工具

测试信息

• 适用工业应用
• 通过条件及等级 
• 测试函有效期

项目加速 & 营销计划

• 软硬件技术支持
• 市场联合营销机会
• 上下游业务对接机会

工业电脑优选项目申请流程与节点安排

项目时间线

项目流程

联系方式

如果您对本项目的内容感兴趣或想进一步了解项目，欢迎您与您公司所对应的英特尔客户经理联系。若您对项目申请条件、流程有任何疑问、意见或建议，您可以联系下方项目联系人。
英特尔® 工业电脑优选项目 —
邱丽颖 Alice Chiu alice.l.chiu@intel.com

5.2 PIPC 工业控制产品推荐

阿普奇

阿普奇成立于 2009 年，总部位于苏州，专注于工业 AI 边缘计算领域。公司提供多种 IPC 产品，包括传统工业电脑、一体机、显示器、主板和控制器。阿普奇同时开发了 IPC 小助手和 IPC 大管家等软件产品，领先推出 E-SmartIPC。这些创新广泛应用于视觉、机器人、运动控制和数字化领域，为工业边缘智能计算提供可靠解决方案。
阿普奇在苏州、成都和深圳设有三大研发基地，在华东、华南、华北和华西设有四个销售中心，并拥有 34 个以上服务渠道。公司在全国十多个地点设有子公司和办事处，增强研发和客户服务能力。阿普奇为 100 多个行业和 3000多客户提供定制解决方案，累计出货量超过 60 万台。

工业电脑优选：AK5N97A2-6A

阿普奇弹匣式智能控制器 AK5 系列是专为工业自动化和边缘计算应用而设计的超紧凑型工业计算机，搭载英特尔 ADL-N 平台处理器，板载两口千兆网卡，支持大容量 DDR4 内存，确保流畅的多任务处理，提供高效计算能力，同时可自由增加、更换高速扩展的主弹匣或多 I/O 扩展的辅弹匣，既满足通用性需求，也能适应不同的行业性需求。

特性：

• 采用 Intel® Alder Lake-N 系列处理器
• 1*DDR4 SO-DIMM 插槽，最大支持 16GB
• 1*M.2 Key-M (SATA3.0，2280) 硬盘接口
• 2*Intel® 千兆网口
• 支持 WiFi/4G 无线扩展
• 支持 DC12-28V 宽压电源输入
• 可以根据具体情况增加、更换高速扩展的主弹匣的或是多 I/O扩展的辅弹匣

康士达

深圳市康士达科技有限公司成立于 2009 年，一直致力于工控电脑板卡、整机、工业平板、智能系统的设计开发。是一家集研发、设计、生产、销售、定制化服务为一体的国家高新技术企业、专精特新企业。作为专业的智能系统开发商，公司全力为各行业客户提供个性化软硬件服务，包括 CPU 控制器、视觉处理卡、AI 加速卡、底层驱动技术、中间开发包、AI SDK 及 APP 开发指导等 OEM&ODM 服务。康士达始终以 “让设备更智能” 的发展使命服务行业客户，立足于自主创新、自主研发，所有的产品拥有完全的自主知识产权。产品广泛应用于工业控制、机器视觉、机器人、边缘计算、自动驾驶等行业。

工业电脑优选：AD7MV-BA1

本产品基于 Intel 凌动系列 7nm 处理平台 Alder lake N 而设计，采用 N95/N97/N305/X7425E 等处理器；支持 Win10、Win11、Unix 和 Linux（内核版本 5.10 以上）等操作系统。整机尺寸为190×150×67.2 mm。产品散热部分采用散热性能优良的铝型材为主体设计，并做表面喷砂铁灰色阳极氧化处理；壳体采用厚度T=1mm 的钣金材料打造，表面处以白色烤漆。本产品结构简洁，外形美观，且具备丰富的 IO 扩展，是一款为机器视觉、工业网关等应用而设计的无风扇工控电脑产品。

特性：

• 支持单条 DDR5-4800MT/s 笔记本内存，最高支持 16GB
• 1*M.2 2280 M-Key 插槽，1*SATA3.0 2.5 寸硬盘扩展位，1*MINI-PCIE 插槽，支持 4G，1*M.2 2230 E-Key，支持WIFI
• 1*HDMI2.0b，1*VGA
• 2*USB3.0，2*USB2.0 接口；4 个 RJ45 千兆网口
• 8 个 DI & 8 个 DO，2 个 COM 接口
• 9~36V 直流输入，运行温度：-20℃~+60℃
  

控汇智能

深圳市控汇智能股份有限公司 (EIP)，是一家物联网硬件平台提供商以及为智能制造行业提供产品和解决方案厂商，集研发、生产、销售于一体的国家高新技术企业。主要产品涵盖：智能工控机、工业主板、机器视觉系统、嵌入式运动控制器、数据采集模块及 IO 控制卡等。和领先的半导体公司 Intel 有良好的合作，及时推出适用于物联网和智能制造行业的产品及解决方案。研发主要基于嵌入式技术，FPGA，单片机及运动和视觉算法，对工业控制领域有长期的积累及独特的理解。

工业电脑优选：EM-D921G

EM-D921G 是基于 Intel Alder Lake-N 平台，搭载 Intel N97处理器，支持 EtherCAT 通讯，可满足客户多种设备、传感器等 IO 控制，可广泛应用于自动化控制、检测、数据采集控制等领域。

特性：

• Intel Alder Lake-N 平台
• 支持双通道 DDR4 3200 内存，最大 32G
• 支持 2 路 Intel® I210 千兆网口
• 支持 1 个 HDMI 显示
• 支持 2 个 USB3.0
• 支持 2 路 RS232/RS485 (Console)

卓信创驰

深圳市卓信创驰技术有限公司是一家专注于工业控制、机器视觉、自动化等领域的国家级高新技术企业。坚持以市场需求为导向，以创新技术为基础，以快速定制化解决方案为核心，聚焦于嵌入式计算设备的研发、生产和销售，致力于工业领域的自动化、数字化和智能化，为客户提供技术全面、稳定可靠、灵活便捷的硬件产品及系统解决方案。

工业电脑优选：E221

E221 系列通过 Intel 工业电脑优选项目工业控制优选级测试，防护等级高，实时性能优异，适用于运动控制领域应用。搭载Intel Atom® 平台 Alder Lake-N 系列低功耗处理器，支持 DI/DO，Encode，Canbus 和 RS-232/485 等 IO 接口，采用无风扇超紧凑的外形设计，安装简便，支持 7 x 24 全天候运行，适应各种严苛的工业环境。

特性：

• Intel Alder Lake-N 系列处理器
• 单通道 DDR5-4800，最高 16 GB 内存
• DP 和 HDMI 独立双显
• 3 LAN (2 x Intel i210，1 x Realtek RTL8111H)
• 1 RS-232/422/485，1 RS-232，2RS-232/485
• 3 USB 3.0，1 USB 2.0
• 支持 4G/5G，Wi-Fi 6 无线通讯模组扩展
• DC 9-36V，可选支持 UPS 模块
• 172 x 125 x 62.5mm (Lx Wx H)，支持壁挂/背挂/导轨安装
• CE/FCC Class B ESD 8KV/15KV
• Windows 10/11，centos 8，ubuntu 20.04/22.04

美创希

广东美创希科技是美的集团旗下专注于电子产业化的科技型创新公司，公司成立于 2021 年 11 月，总部位于广东佛山顺德库卡机器人产业园区，现有上海、佛山两地研发中心以及位于顺德、合肥、芜湖、淮安、荆州等七家电子制造工厂。公司致力于为集团内外客户提供电子相关产品研发、制造、供应链管理及物流、售后等一站式服务，核心业务涵盖机器人控制、工业控制、储能电子、汽车电子等领域，并不断拓展新业务。

工业电脑优选：MDX-C807

MDX-C807 新一代工业自动化控制器，基于英特尔 12 代酷睿15W 低功耗处理器，可按需求选用 i7/i5/赛扬等处理器，具有丰富的工业总线接口以及无线通讯模块可选配，内置 128*64 点阵式显示屏可用于控制器状态显示，便于工业现场应用与调试。整机结构紧凑便于安装，低功耗处理器和良好的被动式散热能力保证了其在 -20~60℃ 宽温工业环境下的稳定性。提供基于 BIOS和操作系统的实时性调优，广泛应用于工业视觉、工业控制、自动化设备控制等工业自动化领域。

特性：

• 支持 Intel 12 代酷睿 i7/i5 及赛扬处理器
• 支持 USB3.0/USB2.0/RS232/RS485/CAN2.0 等工业总线接口
• 支持 6 个 Intel i210 千兆网口，其中 4 个网口支持 PoE 功能
• 支持 16bit 高速 DI/DOUT 数字量输入输出
•  WiFi/Bluetooth/4G LTE 等无线通讯模块灵活扩展
• 内置 128*64 点阵式显示屏及外接 DP/HDMI 显示器接口
• 支持 -20~60℃ 宽温工业环境及 12~28V 宽电压范围输入

诺达佳

诺达佳 (NODKA) 创立于 2001 年，致力于工业 PC 和 HMI 系统平台的研发创新，为自动化、测量、通讯等领域的客户提供全面的产品解决方案，产品线涵盖 X86/ARM 主板及核心模块、嵌入式计算机、工业平板电脑、工业显示器、工业操作面板、Automation PC、EtherCAT 从站 IO、网络安全硬件平台等，配套有高低温、湿度、振动、跌落、EMC、ESD、EFT、雷击浪涌等完善的 DQA 测试实验室，保障工业产品设计的可靠性；建立系统整机组装、SMT/DIP、精密钣金、CNC 加工、烤漆和阳极氧化表面处理等全流程的智能制造中心，工厂制程与管控皆符合ISO9001、ISO14001 认证规范，满足为客户提供高质量的少量多样化和大批量生产制造，兼具 OEM/ODM 客制化服务能力。产品广泛应用于工业自动化、交通、电力、石化、钢铁、新能源、环保、医疗及商业自助终端等行业。

工业电脑优选：NP-6113-N305

NP-6113 载板提供 2 个 Intel 千兆 PoE 网卡，1 个 RTL8111H 千兆网口，支持 EtherCAT 和巨型帧；4 个 USB 接口，另外板内提供 USB 接口可供插入硬件加密狗；2 个光电隔离的串口；板内
预留 miniPCIE 接口，可扩展 CAN、Wifi、4G 等各种模块；系统支持 DC12~24V 供电；所有接口位于前面板，更加方便维护和安装；广泛应用于机械检测设备、机器人、运动控制等自动化领域。

特性：

• 内存 1 x SO-DIMM 内存槽（最大支持到 16GB）
• 存储 1 x mSATA 硬盘卡槽
• USB 2 x USB3.0，2 x USB2.0，板载 USB2.0 可插硬件加密狗
• 串口 1 x RS232/485，1 x RS232（DB9 公头）
• 以太网 3 x 千兆网口（LAN1&2: Intel i210-AT PoE 千兆网，LAN3: RTL8111H 千兆网）
• 显示 HDMI，VGA，可同时支持双显
• 扩展 2 x 全尺寸 miniPCIe 卡槽，带有 SIM 卡槽，可扩展Wifi，3G/4G 等
• 电源 DC12V ~24V，±10%，过流、过压以及防反接保护

5.3 PIPC x CODESYS推广项目介绍

英特尔与 CODESYS 的合作源远流长，双方一直致力推进软件定义自动化行业的发展。这种深度合作涵盖了多个层面：包括 CODESYS 运行时环境与英特尔工业边缘控制套件 (ECI) 的紧密集成，针对英特尔 CPU 平台的实时性能优化，以及在虚拟化平台 ACRN 上构建多实时虚拟机控制的创新示范。
为了加速基于 PC 的控制方案在中国市场的推广，英特尔与 CODESYS 联合发起了 PIPC x CODESYS 联合推广活动。该活动旨在利用双方的技术专长和市场影响力，提供英特尔工业电脑优选项目推荐的工控机 (Premium IPC Program)，搭配为英特尔平台定制的拥有更长试用运行时长的 CODESYS 软 PLC runtime，为国内用户带来更加高效和可靠的自动化控制解决方案。我们的目标是推动工业自动化技术的持续进步和行业升级，为客户创造更大价值。

适配英特尔芯片的 PIPC 推荐工控机：

• 12 代及以上芯片

定制 CODESYS 运行时环境：

• WebVisu
• Softmotion
• CNC
• EtherCAT Master
• Modbus TCP Master
• Modbus TCP Slave
• Modbus Serial Master
• Modbus Serial Slave
• OPC UA Server
• Multicore 4 Cores

结语

随着自动化行业向软件定义的未来迈进，基于 PC 的控制系统正处于创新的跳板上。我们展望未来，期待与更多合作伙伴携手合作，共同开拓自动化技术的新前沿，推进行业向更加高效、智能化的运营模式转变。我们坚信，通过不断的合作和技术革新，我们将能够共同面对新的挑战，把握转型的机遇，并为我们的客户提供更完善、更先进的自动化解决方案。英特尔期待与众多合作伙伴一道，共创一个更加互联、智能、高效的自动化未来。

英特尔致力于尊重人权，坚决不参与谋划践踏人权的行为。参见英特尔的《全球人权原则》。英特尔的产品和软件仅限用于不会导致或有助于违反国际公认人权的应用。
实际性能受使用情况、配置和其他因素的差异影响。更多信息请见 www.Intel.com/PerformanceIndex
性能测试结果基于配置信息中显示的日期进行测试，且可能并未反映所有公开可用的安全更新。详情请参阅配置信息披露。没有任何产品或组件是绝对安全的。
具体成本和结果可能不同。
英特尔技术可能需要启用硬件、软件或激活服务。
英特尔未做出任何明示和默示的保证，包括但不限于，关于适销性、适合特定目的及不侵权的默示保证，以及在履约过程、交易过程或贸易惯例中引起的任何保证。
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