AutoMinds

面向PLC、DCS及智能控制器的全栈自主可控软件底座,提供1ms硬实时控制、多协议SOA工业通信与边缘AI原生支持,已在国产处理器平台完成验证。

行业背景:国产PLC软件平台亟需突破

软件平台受制于人

国内绝大多数PLC厂商依赖海外厂商的运行时和编程环境,中大型PLC的自研逻辑编译软件极少。嵌入式软件成本占PLC总成本的20%~40%,且软件授权费用持续上涨,国产替代势在必行。

控制系统与硬件深度绑定

传统PLC的控制逻辑、通信协议与底层硬件高度耦合,芯片更换意味着整个上层软件的重写。在当前供应链不确定性增加的背景下,软硬解耦已成为行业刚需。

OT/IT融合成为行业刚需

随着工业4.0深入推进,OT与IT的深度融合已从趋势变为刚需。传统PLC仅聚焦实时控制,缺乏与MES、ERP、云平台的原生互联能力,导致数据孤岛林立。行业迫切需要统一软件平台,打通车间到企业管理的全链路数据通道。

AI智能工业应用成为常态

视觉质检、预测性维护等AI应用正从试点走向产线常态化部署。然而传统控制器既无算力支撑边缘AI推理,也缺乏与大模型交互的软件框架。新一代国产SoC已集成NPU算力,但缺少将AI能力与实时控制安全融合的软件底座。

架构与实时控制

分层软件架构

04
设备管理与运维平面 Device Management & OAM Plane
日志采集 远程诊断 OTA升级 监控管理 健康诊断 版本管理 安全审计 HMI
03
通用服务 / 运行时平面 Generic Service / Runtime Plane
Linux 完整生态 AI 基础设施 大模型部署交互 数据采集交互 SoftPLC Runtime OPC UA · MQTT
02
实时控制平面 Real-Time Control Plane
实时操作系统 / RTOS EtherCAT 主站 TSN 协议栈 设备驱动抽象 I/O 时钟同步与时间戳 PREEMPT_RT GPU 驱动 · IRQ 管理
01
硬件抽象层 HAL / BSP Hardware Abstraction Layer
GPIO · UART · SPI · I2C CAN · Ethernet RTC Watchdog 统一时钟源 IRQ 配置 安全启动 · 密钥存储
硬件层级
x86_64 ARM RISC-V Custom ASIC 各类 I/O 设备 Fieldbus ISP / Ethernet 存储

多种实时等级与执行管理

三档实时等级覆盖从μs级硬实时到上层应用的全场景需求,统一执行管理提供完整生命周期控制。

硬实时控制
1ms以内闭环控制任务,部署于专用硬实时控制平面,提供微秒级调度精度

周期性控制
周期性控制与采集任务,支持相位对齐和跨平面数据一致性管理

上层应用
HMI、数据分析等上层应用,四级故障恢复(线程级、进程级、服务级、节点级)

双域隔离架构 — 硬实时域与通用应用域

硬实时域 HARD REAL-TIME DOMAIN
实时控制平面
Real-Time Control Plane · μs级调度精度
EtherCAT 主站
硬实时总线协议栈与I/O控制
TSN 协议栈
802.1AS 时间同步 · 流量调度
统一过程数据面
I/O映像 · 变量面 · 跨平面数据交换
四级看门狗链
任务 · 服务 · 系统 · 硬件看门狗
功能安全监控
System Monitor · Health Mgmt · State Mgmt
通用应用域 GENERAL APPLICATION DOMAIN
Linux 完整生态
容器/虚拟化 · 远程开发管理
边缘 AI 推理
NPU加速 · 视觉检测 · 预测性维护 · 参数优化
大模型交互
自然语言 · 知识库交互
SoftPLC Runtime
配置监控 · 运行状态 · 持久化对接
工业 IT 接口
OPC UA · MQTT
设备管理与运维
日志 · 远程诊断 · OTA · 监控
硬件 · HAP 处理器平台 高速 I/O ADC 双端口RAM通信适配 PLC 独立硬件看门狗 多核硬实时处理器与主控独立安全认证

工业通信与生态兼容

多协议工业通信框架 — SOA统一接入层

OT 现场层 · FIELDBUS
EtherCAT
IEC 硬实时控制 · 过程自动化驱动器控制
TSN
802.1AS 时间同步 · 802.1Qbv 调度
PROFINET
实时以太网 · 配置诊断
CANopen
运动控制 · 设备配置
Modbus TCP/RTU
广泛兼容协议
EtherNet/IP · PROFIBUS
基本兼容与扩展协议支持
CM 中管层
CM Layer

统一协议抽象

控制面 / 信息面分离机制

跨域协议桥接

接口版本管理

IT 信息层 · INFORMATION
OPC UA
服务端/客户端 · 信息建模
MQTT
发布/订阅 · 事件上报 · 接口集成
DDS
数据分发 · 实时订阅
SHM / IPC
共享内存 · 零拷贝
本地 IPC · RPC
内部服务通信
可扩展插件式架构
新协议/新设备可通过标准接口扩展
硬件外设层 数据帧交互与协议适配层 统一协议抽象管理

SoftPLC Runtime深度集成

兼容现有PLC生态,保留SoftPLC Runtime工程资产的同时获得全面增强。

支持SoftPLC Runtime配置与运行监控,提供运行状态查询、日志采集和异常重启接口

支持SoftPLC Runtime数据与平台持久化框架对接

支持SoftPLC Runtime与平台状态机联动,实现统一生命周期管理

针对双机冗余场景,支持与SoftPLC Redundancy SL或等效冗余框架对接

智能化、安全与可扩展

原生AI与大模型支持

双域架构原生支持边缘AI推理与大模型部署,硬实时控制与智能化互不干扰。

边缘AI推理

充分利用国产SoC内置的NPU算力,支持在控制器本地运行视觉检测、预测性维护、工艺参数优化等AI推理任务,实现数据不出站的边缘智能。

AI与控制的安全隔离

AI/大模型任务运行在通用应用域,即使出现异常也不会影响硬实时域的控制任务执行。AI分析结果以"建议"形式传递给控制域,由控制逻辑进行最终决策。

AI原生智能体

平台预部署AutoForge™智能体平台,将传统的预编程控制器进化成为可长期升级及服务的智能设备。

持久化、配置管理与高可用

持久化与配置管理
支持原子提交、断电保护、版本化、校验和回滚,确保关键数据不因单次掉电出现"半写入"状态。启动参数、设备配置、应用配置分层管理。

四级看门狗链
任务看门狗、服务看门狗、系统看门狗和硬件看门狗,支持异常退出、死锁、活锁、资源泄漏和周期超时检测。

高可用架构
支持单节点自恢复和双机热备/温备/冷备,提供故障安全态和受控降级机制。

故障诊断
崩溃快照、核心转储和最近故障窗口数据保存能力,确保单点软件故障不导致整机不可恢复。

原生功能安全与信息安全体系

功能安全

  • 继承AutoCore.OS符合标准要求的功能安全框架
  • 三级分层监控:系统级监控(System Monitor)、应用健康管理(Health Management)、状态管理(State Management)
  • Health Management模块实时监测应用运行状态,支持异常检测与自动恢复

信息安全

  • 应用沙盒隔离(Sandbox):独立运行空间,CPU/内存配额限制
  • 访问控制管理(ACM):服务级别的身份认证与授权
  • 通信安全与密钥管理:纵深通信防护、分布式密钥分发与生命周期管理
  • 安全启动与OTA签名校验:支持A/B回滚,最小权限原则

开放接口与可扩展性

平台内部接口
统一服务注册/发现、统一消息总线、共享内存过程数据、统一时钟与时间戳、统一健康状态与故障码接口

控制器到设备接口
统一设备模型,统一抽象本地I/O、远程I/O和现场总线设备,支持多协议插件化接入及冗余链路定义

控制器到上层应用接口
OPC UA Server/Client和MQTT接口,支持日志查询、状态查询和告警订阅,内建认证、授权和审计能力

标杆项目验证

已在国产ARM处理器平台完成系统性验证,所有关键指标达标或优于设计要求。

国产双内核实时环境 硬实时Runtime 1ms工业总线闭环 跨域通信协同 长期稳定性验证

差异化优势

对比维度
传统方案
AutoMinds™
软件自主可控
依赖海外厂商运行时授权
全栈自主研发
安全标准
运行时通常无独立安全体系
整体符合行业标准要求
实时架构
单一实时等级
软/硬实时等级,分域隔离
通信能力
PLC运行时 + 独立协议栈
一体化SOA通信框架
智能化支持
无原生AI能力,OT/IT分离
双域架构原生支持AI推理与大模型部署,OT/IT融合
高可用
需额外方案
内建四级看门狗、双机热/温/冷备、受控降级
芯片适配
通常绑定特定硬件平台
架构级软硬解耦,支持x86/ARM/RISC-V,已验证国产芯片
安全体系
通常需要额外集成
内建沙盒、ACM、通信加密、密钥管理
接口开放性
封闭生态
OPC UA、MQTT、统一服务总线,插件化扩展