plcopen

现代 C++ 的 PLCopen 运动控制内核 + IEC 61131-3 ST 运行时——嵌入你的控制器，或垫在你的学习栈下面。

A modern C++ motion-control core with PLCopen-style function blocks and a deterministic IEC 61131-3 ST runtime. Embed it in your controller — or put it under your learning stack.

项目现状看一页就够：STATUS.md · 术语表：CONTEXT.md · 行为边界：已知边界注册表 · 商用八项：证据总账

最新正式版本：v0.20.0。 2026-07-20 已正式发布；C++ source/header-only 包由 GitHub Release 交付， Python 3.10～3.13 的 Windows、Linux、macOS wheels 与 sdist 已发布到 PyPI。版本内容见 v0.20.0 发布记录。当前 main 正在准备 v0.21.0 发布候选，尚未打 tag 或发布到 PyPI。

这是什么

plcopen 是一个 C++17 header-only 运动控制内核：实时基础设施、时间最优 OTG 与前瞻规划、轴与组状态机、PLCopen 风格功能块，以及 IEC 61131-3 ST 编译器 + 确定性字节码 VM，分层放在 core/ （依赖只向内；周期路径零分配/零锁/无异常）。它是可嵌入的库，不是完整 PLC 运行时；同一套应用代码从仿真（ServoSim/pyplcopen）到真机零修改，同一段轨迹逐位可回放——确定性不是形容词，是门禁。

两类人适合它：

工业设备/机器人控制器的 C++ 开发者——需要标准运动语义（PTP/直线/圆弧/blending/前瞻/齿轮凸轮/坐标系/kinematics/回零/ 轨迹流）而不想绑死一个平台；
具身智能与机器人生态的建造者（LeRobot/VLA 一系）——学习策略输出意图，谁把它变成平滑、受限、可复现的关节轨迹？plcopen 的定位是学习栈下面的工业级确定性执行底座（串行总线舵机 adapter 纯软件协议层已交付，真机验证仍待硬件；方向见具身智能战略）。

不适合你，如果你要：PLC 编程 IDE 与图形语言编辑器（看 Beremiz）、 IEC 61131-3 全语言成熟编译器（看 MatIEC——我们的 ST 层是运动导向声明集，L0-L7 与 L∀ 已闭合，但不宣称覆盖完整 IEC 平台）、入门教学 PLC（看 OpenPLC）、商业整机平台（CODESYS / TwinCAT）。定位对比见 VISION.md。

全景进度

以下是当前能力快照，不等同于“商用级”完成度。详细现状以 STATUS.md 为准，当前承诺与顺序以 ROADMAP.md 为准，完整剩余依赖见主计划。

领域	状态	当前结论
v0.21.0	🟡 候选准备中	版本面与双语发布资料正在收口；完整 Wheels/Nightly/Coverage/Mutation 发布门禁尚待同一候选提交复验
v0.20.0	✅ 已发布	七组候选门禁、最终 `main` 门禁与 tag 发布工作流全绿；GitHub Release、20 个 wheels 与 1 个 sdist 已上线
新核重写 R0-R4	✅ 完成	`core/` 已成为默认消费面，旧线进入 P0-only 冻结期
Phase B 纯软件	✅ 完成	坐标系、运动学、轨迹流、cam、前瞻、适配器骨架全部落地
核心算法	🟢 主体完成	jerk-limited OTG、固定时长求解、TOPP、oracle、周期执行均已实现
PLCopen Part 1	🟡 软件合同闭合	43/43 有门面，C4 已关闭 D-01～D-20；正式 B/E/V 声明与认证未完成
PLCopen Part 4	🟡 门面齐全	68/68 有同名门面；C3/C6 已完成，接口与 E/O 级边界仍逐项登记，不宣称合规
PLCopen Part 5	🟡 软件合同闭合	C5 已关闭 11/11 标准 FB 与 45 B + 102 E 软件声明；真机与认证证据仍独立
PLCopen Part 6	⛔ 未解锁	等流体动力行业真实需求
ST 语言层	✅ 声明集闭合	L0-L7、L∀ 已完成；134 个 FB、1476 个 pin，feature-set `pending=0`
Python/文档/包	✅ 已发布	文档站已上线；`pyplcopen==0.20.0` 已在 PyPI 提供三平台 wheels 与 sdist
EtherCAT	🔴 未开工	最大剩余软件块，也是实时台架和实际部署的前置
真机/人形/孪生	🟠 软件孪生已落地	T2a 双关节与 T2b 七关节 MuJoCo/Rerun 闭环已在当前源码完成；真机、完整 H/F/T 轨仍未闭环
用户采纳	🔴 尚未形成	灯塔用户、现场案例、外部贡献者和有效下载信号仍不足
商用认证	🔴 未启动	PLCopen membership、提交、审核均未开始

快速开始

git clone https://github.com/lusipad/plcopen.git
cd plcopen

# Windows（详见 BUILD_README.md）
.\build.ps1 -Test

# 跨平台（默认只构建新核 core/）
cmake -S . -B build -DPLCOPEN_BUILD_TESTS=ON
cmake --build build --config Release
ctest --test-dir build --build-config Release --output-on-failure

最简单轴示例与组/圆弧/blending 示例见 core/demo/；下游 CMake 消费（find_package / FetchContent）见 BUILD_README.md。

十分钟上手：Python 驱动一条关节目标流（B9）

机器人模式最小闭环——上层 100Hz 发目标，库内在线滤波升频到周期级，断流自动受控停：

import math, pyplcopen

axis = pyplcopen.AxisSim()
axis.power_on()
axis.stream_engage(0.5, 0.05, 0.01, timeout_cycles=30, extrapolation_cycles=40)

for k in range(200):                                  # 100Hz 生产者 × 1kHz 周期
    axis.stream_push(0.3 * math.sin(0.02 * k), axis.stream_now() + 1)
    axis.cycle(10)

axis.cycle(400)                                       # 断流 → 看门狗受控停
assert axis.stream_mode() == "stopped"
axis.stream_disengage()

安装 Python 绑定：

python -m pip install pyplcopen==0.20.0
# 或在需要源码构建时：python -m pip install .（需要 C++17 编译器 + CMake ≥ 3.21）

无编译器的安装请使用 CPython 3.10～3.13；这些版本有 Windows、Linux、 macOS 预编译 wheel。对当前 v0.20.0，Python 3.14 及更新版本会从 sdist 本地构建，因此需要 C++17 编译器与 CMake ≥ 3.21。

从零开始的三条主旅程见 Python 数字孪生、 C++ 嵌入与 ST 直驱 MC；最快体验可直接打开 5 分钟 notebook。包管理器入口、 SI 配置与公开/当前源码版本边界均在对应旅程中说明。错误排查与 trace 图表见诊断指南；运行中阈值触发与窗口冻结见在线调试示波器。

当前源码还可运行七关节 H1→MuJoCo→Rerun 闭环：

python -m pip install ".[twin]"
python tools/twin/mujoco_joint_stream_demo.py --output seven-joint.rrd

该入口已在 T2b 当前源码中完成，但尚未进入已发布的 pyplcopen==0.20.0 wheel；边界和本地模型映射见 Python 数字孪生指南。

架构一图

  your C++ app / IEC 61131-3 ST program        VLA / LeRobot / teleop
              | MC_* function blocks                | trajectory stream
              v                                     v
+------------------------------- plcopen --------------------------------+
| planning domain  ==>  committed trajectory ring  ==>  RT domain        |
| lookahead, blending,   (depth H: slow planning        pop ONE frame    |
| kinematics; may alloc, only shrinks lookahead         per tick; O(1),  |
| own planning thread    depth, never RT timing)        0-alloc @ 1 kHz  |
+-----------------------------------+------------------------------------+
                                    v  Servo narrow interface (ADR-0004)
  EtherCAT / CiA402 (fieldbus repo)  |  Feetech STS protocol (S2 done) |  ServoSim twin

规划慢只会缩短前瞻深度，永远不碰 RT 周期——运动平滑由构造保证，不靠预算自觉（ADR-0007 双域模型）。内核按 L0 rt → L1 otg → L2 geom → L3 plan → L4 exec → L5 axis → L6 fb → L7 adapters 分层，依赖只向内，L0-L4 不含任何 PLCopen 语义； st 语言层与 adapters 平行位于外圈。结构/运行时/生态三张全图见 doc/design/core/architecture.md，分层纪律见 2026-07 架构体检（零违规）；旧 src/ v0.x 线已冻结为回放/迁移基线（-DPLCOPEN_BUILD_LEGACY=ON）。

合规：我们把审计挂在明面上

"支持 PLCopen"谁都能写，我们选择公开逐条对照：Part 1 的 43/43 门面已落地，C4 已关闭 D-01～D-20 生命周期缺口；Part 4 有 68/68 同名门面， Part 5 已关闭 11/11 标准 FB 与 45 B + 102 E 机读声明。正式 B/E/V 供应商声明、部分 Part 4 E/O 字段、真机证据与 PLCopen 认证仍未完成，逐项状态登记在条款矩阵、能力对等矩阵与全量审计。 不宣称尚未验证的合规——这比一枚"兼容"徽章更值得信。

文档地图

想知道…	看
现在能干什么、进行到哪	STATUS.md
术语什么意思	CONTEXT.md
"做到"的定义（normative 规格）	doc/compliance/（矩阵 + 已知边界）
为什么这样设计	doc/design/（架构 + ADR）
接下来做什么	ROADMAP.md · doc/planning/
长期方向与战略	VISION.md · 具身智能战略
怎么构建	BUILD_README.md · BUILD_LINUX.md
怎么贡献	CONTRIBUTING.md
谁做决策、如何继任	GOVERNANCE.md
如何报告漏洞、ST 信任边界	SECURITY.md
从 v0.x 迁移	doc/migration-v0-to-v1.md
生产集成与运维	文档站生产指南 · 运维手册
三条入门旅程与 notebook	Python · C++ · ST · 5 分钟 notebook
ErrorCode 排障与 trace 图表	诊断指南 · 在线调试示波器
版本变化	CHANGELOG.md
v0.21.0 候选包含什么	中文候选记录 · 英文 Release body
v0.21.0 怎么验证、还缺什么	发布候选检查单
v0.20.0 对使用者意味着什么	正式发布记录
v0.20.0 如何发布	发布执行记录
AI/人协作规范与工程技能	CLAUDE.md · AGENTS.md · `.claude/skills/`

贡献 · 历史 · 许可

贡献：完整流程、门禁和提交格式见 CONTRIBUTING.md；问题走 Issues，讨论走 Discussions。
治理与安全：决策/继任边界见 GOVERNANCE.md；敏感漏洞不得公开披露，按 SECURITY.md 请求私密协调。
历史：fork 自 i5cnc（已停维护），保留运动控制核心并按 PLCopen 标准重写；出处纪律见 PROVENANCE.md。
许可：Apache License 2.0。致谢：IEC 61131-3、PLCopen 组织、 i5cnc 原始项目与工业自动化开源社区。

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Hashes for pyplcopen-0.21.0.tar.gz
Algorithm	Hash digest
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MD5	`a4b34c3ab20396f07fb343f7f6285339`
BLAKE2b-256	`768524873b3e0dc1dba4922283e76cb509507a682cd5aa48e5eef63f963f4017`

Algorithm	Hash digest
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Algorithm	Hash digest
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Algorithm	Hash digest
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Algorithm	Hash digest
SHA256	`a1c52c2494ae4be921a7f67502f3e88f4be3d5618946341ca932b7bdac5257f6`
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SHA256	`f61691fe6dc572075a55b0402b6212895d295ccdaec4ff2e98a80ee9c0344418`
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BLAKE2b-256	`4e2356f7242c2a3a168aa3dca51bb85a0f162f90a18d3c2951b896628beed407`

Algorithm	Hash digest
SHA256	`1318d33f0820237c1d6d249677836cfb5ade4c46d4a841057c41622dbb6a1a58`
MD5	`8268dc7fde577ddd44e9631c895f383d`
BLAKE2b-256	`f412ccb1d74d85294495ab5c944233b108a77ef84710c5f6f5381d849f2991d1`

Algorithm	Hash digest
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Algorithm	Hash digest
SHA256	`89237cf2137a1ac5b0419746f325aec4d1ee0d36b05d16df5c92530423bac5d0`
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BLAKE2b-256	`011bd84f152065489ee387b2bbab363f2aa051b9b7989a1e571039f8da775751`

Algorithm	Hash digest
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MD5	`6277099c48c0db5526bf8e0e7cfec3ed`
BLAKE2b-256	`69309226376e5cc948504b8a5a8895f8cf4d19343a15f551b017984a83d1ebf6`

Algorithm	Hash digest
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BLAKE2b-256	`b56ae9c230ea40c1c9378ac2b934923f6ac13f5b2b86e56df119dd0004d041bd`

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BLAKE2b-256	`7fa2d76c751a28849881ca7431fd01669022c82500dba586873f40b70e84a234`

Algorithm	Hash digest
SHA256	`3ed87004c4ed9e5e73a323aa1d74d5df710d4fddca7b9b31c93cb99946ddd643`
MD5	`efd53c1b6210e820e53247cad3960544`
BLAKE2b-256	`fdf683cfab78bb72d86fd84aaaab7c50ab9737bab1034ebaacf3f3d4a2a70a70`

Algorithm	Hash digest
SHA256	`e2a3dd9d82b990504cfd261464b7ff599492f37dde5c80d3edcb4afd014bc9f5`
MD5	`93c4fbbec98098175a96d9679c4eabd6`
BLAKE2b-256	`8be204b7cbfe4770841736e4cce236cbc7b3b1f8dae7bf4331e4532145577471`

Algorithm	Hash digest
SHA256	`43049e2457420cccb1905aefb5d03817a97e476964e8ec5768e4efab561e4166`
MD5	`737bf847129d507dbe01775dd67bedf3`
BLAKE2b-256	`4dc4eee4c1e91bca922a2e31f6f3f6a55f35ef3c026d799f2f123341cfada1e8`

Algorithm	Hash digest
SHA256	`93f0aa92456fe3781837dd7ec776d444bb0a4c173fdd70d3ed275b427d49ca16`
MD5	`26d5bb09d519efa5823462b3a8e6ecaa`
BLAKE2b-256	`e6f8891e8c3b2436eba173c3c95c618867069d060d8e2a857572dd203bbc8390`

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