PLCOpen 运行环境测试与搭建（Beremiz 开源软 PLC）

一、项目背景

PLCOpen 是 PLC 编程领域的国际标准化组织，定义了 IEC 61131-3 编程语言标准。Beremiz 是一款遵循该标准的开源软 PLC（Soft PLC）IDE + Runtime 解决方案：IDE 负责编写/编译梯形图、ST、FBD 等 IEC 61131-3 语言，Runtime 负责在 Linux 等平台上实时执行编译后的代码，并支持 Modbus、CANopen、BACnet、EtherCAT 等多种现场总线。

本篇文章在 Ubuntu 18.04 实时内核上完整搭建 Beremiz 运行环境，为后续 PLC 应用开发与总线调试提供平台基础。

二、技术方案：环境与组件

• 系统：Ubuntu 18.04.6 LTS，内核 5.4.10-rt5-rt（PREEMPT_RT 实时内核）
• IDE：Beremiz（基于 Python 的 PLC 编程 IDE）
• 编译器：MatIEC（IEC 61131-3 语言 → C 代码编译器）
• 总线栈：CanFestival（CANopen）、modbus、BACnet、EtherCAT（ethercat-1.5.2）

实时内核配合软 PLC Runtime，可在通用 x86 平台上实现确定性控制周期，替代部分传统硬 PLC 场景。

三、系统架构：安装依赖

# 基础编译工具
sudo apt-get install build-essential bison flex autoconf
sudo apt-get install python-wxgtk3.0 pyro mercurial
sudo apt-get install python-nevow python-matplotlib python-lxml python-zeroconf python-cycler
sudo apt-get install python-autobahn python-u-msgpack
sudo apt-get install libpython2.7-dev

# Python 2 环境（Beremiz 依赖）
sudo apt install python-pip
pip2 install --user sslpsk posix_spawn
sudo apt install subversion
pip install future

四、实施过程：源码下载与编译

4.1 下载源码

git clone https://bitbucket.org/automforge/beremiz.git
git clone https://bitbucket.org/automforge/matiec_git.git
git clone https://bitbucket.org/mjsousa/modbus_git.git
svn checkout https://svn.code.sf.net/p/bacnet/code/trunk /bacnet-stack/ BACnet

4.2 编译各总线模块

# (1) 编译 MatIEC（IEC61131-3 编译器）
autoreconf -i
./configure
make

# (2) 编译 CanFestival（CANopen 协议栈，虚拟模式）
./configure --can=virtual
make

# (3) 编译 modbus
make

# (4) 编译 BACnet
make MAKE_DEFINE='-fPIC' MY_BACNET_DEFINES='-DPRINT_ENABLED=1 -DBACAPP_ALL      -DBACFILE -DINTRINSIC_REPORTING -DBACNET_TIME_MASTER      -DBACNET_PROPERTY_LISTS=1 -DBACNET_PROTOCOL_REVISION=16' library

# (5) 编译 EtherCAT 主站
tar -xvf ethercat-1.5.2.tar.bz2
./configure --help        # 查询需要的模块
./configure --enable-8139too=no

4.3 启动 IDE 与 Runtime

# 创建工作目录
mkdir plcwork

# 开启 IDE
python Beremiz.py

# 开启 Runtime（监听 61194 端口，绑定本地）
cd ~/plcopen/beremiz/
python Beremiz_service.py -p 61194 -i localhost -x 0 -a 1 ~/plcopen/plcwork/

五、应用价值

• 开源可控：整套软 PLC 方案无授权费用，代码开放，可深度定制总线与功能块；
• 实时性：PREEMPT_RT 内核下 Runtime 可满足多数工业控制场景的周期要求；
• 多总线：一个平台同时支持 Modbus、CANopen、BACnet、EtherCAT，适合设备联网与 SCADA 场景；
• 学习价值：从 IEC 61131-3 语言到 C 代码生成、从 IDE 到 Runtime 的完整链路，是理解 PLC 工作原理的最佳开源范本。

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