plcopen
现代 C++ PLCopen 运动控制内核 + IEC 61131-3 ST 运行时。可嵌入你的控制器，也可置于你的学习栈之下。
v0.21.0 已发布
v0.21.0 现已公开发布。可从
GitHub Release
获取 C++ 源码 / header-only 包，或使用
pip install pyplcopen==0.21.0 安装 Python 包。详见
v0.21.0 发布记录。
注册表边界
v0.21.0 的公开发布范围包括 GitHub tag/Release 和 PyPI 包。
ConanCenter 与 vcpkg central registry 资产仍固定在已发布的 v0.20.0
线上。仓库条目与 CI 通过只能作为辅助证据，不能替代各公开渠道自身的
发布状态。
一个内核，多种控制风格
| 控制风格 | 你将获得 | 入口 |
|---|---|---|
| Python 数字孪生 | pip install pyplcopen==0.21.0 |
Python 指南 · 5 分钟 Notebook（英文） |
| C++ 嵌入式库 | find_package(plcopen) or FetchContent |
C++ 指南 |
| IEC 61131-3 ST | compile() → bytecode VM → cyclic scan() |
ST 指南 |
| 算法白盒 | 合规矩阵、oracle、已知边界 | 算法指南 |
生产指南
两个受众共享同一个内核：工业控制器开发者 使用 IEC 61131-3 ST 程序
（内置运行时）或 C++ / Python MC_* 功能块调用来编写机器逻辑；具身 AI
构建者 则从 VLA policy / LeRobot / teleop 输入带抖动的意图（waypoint、
pose、trajectory stream）。对第二类用户来说，plcopen 是位于学习栈之下的
工业级确定性执行底座：模型输出意图，plcopen 输出运动。
这是什么
plcopen 是一个 C++17 运动控制内核：提供实时基础设施、带 look-ahead
的在线轨迹生成、轴/组状态机、PLCopen 风格功能块，以及 IEC 61131-3 ST
逻辑子集运行时。core/ 按 L0-L7 阶梯组织，并带有 kin / stream
支持库以及 st 语言外环。它是一个可嵌入库，包含 ST 逻辑子集运行时，
但不是完整的 IEC 61131 平台。同一套应用代码可在仿真
（ServoSim / pyplcopen）和真实硬件之间无修改运行。
如果你正在用 C++ 构建工业设备或机器人（包括人形机器人关节执行层），并且 需要标准运动语义（PTP / linear / circular / blending / look-ahead / gear-cam / coordinate systems / kinematics / trajectory streaming）而不想 被平台锁定，那么它很适合你。
架构
静态结构
OUTER RING -- two parallel pure-sink consumer facades
(audited: no production layer includes them back)
+----------------------------------+ +----------------------------------+
| st IEC 61131-3 ST layer | | L7 adapters |
| compiler front end + bytecode vm | | Servo narrow iface (ADR-0004), |
| L0-L7 + L∀ closed; 134 FB / | | CiA402 FSM, CSP/CSV/CST modes; |
| 1476 pins; completion gates in CI| | Feetech STS: S2 protocol shipped |
+----------------+-----------------+ +----------------+-----------------+
| |
| fb/basic.h + rt/error.h | axis/state.h
| (exactly these two) | + rt/error.h
v | (bypasses L6)
+------------------------------------+ |
| L6 fb PLCopen-style facades | |
| Part 1: 43, Part 4: 68, Part 5: 11 | |
+----------------+-------------------+ |
| +------------------------+
v v
+---------------------------------------------+
| L5 axis axis / group state machines |
| coordinate, kinematics, stream integration +--+
+---------------------------------------------+ |
| L4 exec cyclic sampling, gear / cam | | SUPPORT LIBS (pocket):
+---------------------------------------------+ | deps point inward only;
| L3 plan lookahead scan + blending | | deps point inward only
+---------------------------------------------+ |
| L2 geom line / arc / spline, frames | | +------------------------+
+---------------------------------------------+ +->| kin FK / IK |
| L1 otg jerk-limited OTG solver | | | gantry / SCARA / 6R |
+---------------------------------------------+ | | deps: geom, rt |
| L0 rt cycle time, static vectors, | | +------------------------+
| SPSC rings, error codes | +->| stream streaming|
+---------------------------------------------+ | | OTG-filtered input (B9)|
| | deps: otg, rt |
| +------------------------+
+->| dyn fixed-base RNEA |
| caller-owned (H3) |
| deps: geom, rt |
+------------------------+
reading rules: stacking = downward include permission, not per-edge
claim (audit 2026-07-12: 0 violations, DAG; L4 does NOT include L3);
L0-L4 + kin/stream/dyn carry zero PLCopen semantics -- generic kernel
合规状态（如实数字）：Part 1 为 43/43 个 facade，且 D-01..D-20 已由 C4 闭环；正式 B/E/V 供应商声明仍未完成。Part 4 为 68/68 个同名 facade，并明确 标注了部分 E/O 与 mode 边界。Part 5 中，C5 闭环了 11/11 个标准 facade， 另加 45 个 B 与 102 个 E 的机器可读声明，以及软件可验证语义。项目不 声称 PLCopen 批准、硬件真实性验证，或 Beckhoff 黑盒性能结论。C6 能力裁定 已发布于 PLCopen / Beckhoff parity matrix； 逐条款审计发布于 标准与证据。
运行时形态（ADR-0007）
规划域线程拥有 AxisGroup / AxisModel，并填充已提交轨迹 ring；RT 线程每个
tick 只弹出一个 frame。若规划变慢，ring 水位会下降，lookahead 深度会缩短，
但 RT 时序和运动平滑性永远不会被打扰。该性质由结构保证（四个 SPSC 队列是
唯一的跨域共享），并在参考执行器上以零 TSAN 发现完成验证。
X5 还额外验证了 Servo 之下的一个可选进程边界：固定 ABI 的设定值/反馈
SPSC ring，加上一个有界状态快照，并提供明确的 Windows/Linux 进程测试。
上面的默认进程内执行器形态保持不变；该进程 harness 并不构成安全、许可或
实时能力声明。
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
链接
- 状态与方向 — 当前事实、承诺、愿景与术语
- 架构 — 分层、执行域与承重不变量
- 合规 — 声明模型与证据地图
- 已知边界 — 已声明限制及其阅读方法
- 参与贡献 — 工作流、门禁、提交与 PR 证据
- 治理 — 决策权限与继任状态
- 安全 — 漏洞报告与信任边界
- 变更日志 — 仓库与发布历史
- v0.21.0 发布记录 — 安装面、主要变化、已公开制品、验证与已知限制
- v0.21.0 发布检查单 — 发布证据、剩余注册表边界与发布顺序
- v0.20.0 发布记录 — 安装、亮点、制品、验证与已知限制
- v0.20.0 发布清单 — 发布表单、已验证门禁与剩余动作