在信息技术领域，基于硬件的功能正被软件系统性地取代，“软件定义技术”或“软件定义装备”已成为耳熟能详的概念。然而，当我们将目光投向工业机械设备的心脏——实时控制系统时，这个理念是否依然适用？尽管听起来在传统工业场景中似乎有些超前，但答案却出人意料地肯定。这并非空穴来风，其前提在于能否构建一个前瞻性的框架，以精准编程、灵活部署和高效监控虚拟化自动化资产的性能。
一家总部位于慕尼黑，名为SDA的创新企业，正引领着工业运营技术（OT）领域的一场深刻变革，紧随IT界软件定义技术的步伐，开创了一种全新的“软件定义自动化（Software Defined Automation, SDA）”解决方案。他们的核心理念是将传统的可编程逻辑控制器（PLC）硬件进行虚拟化，并在此基础上对其进行精细化管理——如同管理任何软件资产般地便捷高效。
SDA为自动化工程师量身打造的PLC操作套件，通过建立控制器的数字孪生来虚拟化商用PLC。例如，他们已与工业自动化巨头博世力士乐以及麻省理工学院衍生出的低代码平台Tulip建立了紧密的合作关系。更引人注目的是，SDA甚至能够支持在GitHub上托管的西门子或倍福等企业的开源PLC，从而真正实现了“工业控制即服务”（Industrial-Control-as-a-Service, ICaaS）的愿景。
虚拟化之路：迈向灵活、高效的工业控制
这种通过虚拟化实现服务化的技术路径，为工厂自动化专业人士带来了前所未有的益处。它打破了对特定硬件的依赖，实现了设备与控制系统的远程互联；极大地简化了多PLC协同工程的复杂性；更重要的是，它使得具有实时确定性行为的虚拟PLC能够在标准化的通用IT硬件上运行，例如高性能服务器。根据SDA公司当前发布的数据，这项虚拟实时控制器技术已在实际应用中展现出令人信服的性能，实现了小于10毫秒的确定性控制周期，这无疑是目前最接近实际应用的虚拟PLC商业化解决方案。
SDA的虚拟PLC方案允许在边缘服务器上执行确定性实时控制，并与基于云端的全面虚拟PLC管理界面无缝集成。结合其云自动化工程解决方案，SDA赋予了客户更高的灵活性、生产力与安全性，同时摆脱了对特定供应商工业自动化硬件的束缚。SDA的解决方案支持企业客户逐步从传统的硬件PLC向完全虚拟化的PLC控制迈进，这些虚拟PLC运行在靠近生产车间的传统IT服务器上的VMware边缘计算栈上。这意味着自动化工程师可以通过基于云端的控制面板持续监控虚拟PLC的运行状态，就如同他们管理传统PLC一样。SDA基于云的应用平台进一步支持用户从云端便捷地调测、管理和监控位于工厂现场服务器上的各虚拟PLC实例。
打破壁垒：构建未来的互联工厂
SDA的“工业控制即服务”模式，如同一次颠覆性的变革，彻底打破了传统控制技术栈中存在的专有竖井。它使得实时控制层之上的微服务架构能够通过应用程序编程接口（API）进行原生交互，如同任何现代企业信息系统一样——这实质上是将整个工厂转变为一个高度互联的软件系统。
这一革命性转变的实施，离不开SDA核心技术栈的支撑：包括围绕云端现有PLC管理软件（SDA TechOps），通过Git实现授权启动的PLC代码版本管理和协同开发工具（SDA DevOps），以及在边缘服务器上实现PLC虚拟化的核心软件（SDA Virtual PLC）。
使用SDA TechOps，自动化工程师现在能够像管理云端软件系统一样管理来自西门子、博世力士乐和倍福等主流供应商的PLC。这意味着代码部署的完全透明性、代码更改的完整可追溯性，以及在短短几分钟内自动化代码刷新的能力。SDA DevOps则将基于Git的版本控制引入PLC开发，极大地促进了向现代协同开发模式的过渡。每一次项目更新都能得到安全备份，对单个对象的修改都具有详细的版本记录，并通过一个简洁直观的网页界面，清晰地显示结构化文本（ST）和梯形图（LD）应用中的代码差异。这些创新措施显著提升了自动化工程团队的协作效率，加速了开发周期，并最大程度地降低了潜在风险。当有新功能需要部署时，只需轻点按钮，便能在数分钟内部署到整个PLC系统。
SDA的虚拟PLC通过其独特的虚拟化技术，将实时控制逻辑与专有硬件彻底解耦。该公司与知名的虚拟机软件开发商VMware紧密合作，使得虚拟PLC能够在任何x86架构的服务器上稳定运行，确保每台虚拟PLC都能实现小于10毫秒的扫描周期。自动化工程师可以持续通过云端控制面板监控虚拟PLC的运行状况，就像使用传统的物理PLC一样。更令人振奋的是，自动化工程师甚至能在几分钟内调试并投入使用新的Codesys控制器，并且只需按月为每个虚拟控制器支付费用，极大地降低了初始投入和维护成本。
游戏规则的颠覆者：加速工业自动化进程
SDA创始人Josef Waltl先生对此充满信心，他将SDA的解决方案视为“行业游戏规则的巨大改变者”。他认为，这种全新的工作方式将使得自动化成为推动制造业务转型的强大催化剂。无论是面对大规模自动化项目背后的庞大工程师团队，还是企业内部的自动化专家，现在都能够远程管理所有的PLC，让他们不再像“消防员”一样，疲于奔命地监控现场设备。通过与博世力士乐和Tulip等主要设备供应商的紧密合作，SDA正在为客户提供领先的端到端运营解决方案。例如，任何来自Tulip平台的边缘I/O设备，只需通过简单的API调用，即可无缝集成到实时控制器中，轻松转换为一个虚拟PLC，且无需额外增加硬件成本。
这一突破性举措，无疑将使得工业自动化与IT软件开发等其他高科技行业处于同等的技术演进水平。长期以来相对滞后的自动化步伐，终于可以加速前行，拥抱一个更加开放、灵活和高效的未来。
