自動化控制系統所採用的控制器開放性，是影響我國發展數位製造或工業4.0的關鍵因子。隨著工業4.0與智慧工廠的發展趨勢下，國外學者對此主題的研究非常的重視，國內亦有多家知名大學非常重視此方面的研究。對於製造業而言，若能將PLC與PC的優點進行整合，不僅是成為帶動我國企業邁入工業4.0的關鍵，更對我國產業的競爭力提升非常有幫助，可說是我國必須發展的首要工作項目。
本研究提出「全軟體化可程式邏輯控制器混合式編直譯系統發展與實現」，以全軟體化方式發展可運行PLC程式語言的語言處理器，並採取混合式編直譯的方式，實現PLC技術的執行與處理核心。系統所支援的程式語言，遵循IEC 61131-3規範下Instruction List標準，使得當前既有的程序，不需耗費多餘的時間重新撰寫，亦可不必重新培訓撰寫程序的人才。
經由系統的實現與實機案例的測試，本研究驗證了全軟體化PLC的概念與其可行性。於學術上，本研究以編譯原理的專業領域為基礎，將傳統PLC核心技術以全軟體化的方式實現，並採用混合式編直譯架構，解耦系統內部任務分配。於產業界，本研究之成果具備高度的可行性與實用性，透過本技術的實現，可改善規劃控制系統的彈性，以利於工廠轉型，加速企業邁入工業4.0的經營模式。

The controller openness used in automated control systems is a key factor affecting the development of digital manufacturing or Industry 4.0. With the development trend of Industry 4.0 and Smart Factory, many scholars attach great importance to the research of this topic. For the manufacturing industry, if the advantages of PLC and PC can be integrated, it will not only become the key factor to drive enterprises into Industry 4.0, but also enhance the competitiveness of industry. It’s the most important work that must be developed in Taiwan.
The concept of “development and implementation of soft programmable logic controller by hybrid compiler and interpreter” is proposed by this study. Develop a language processor which architecture is hybrid compiler and interpreter can execute the PLC programming languages by fully softened, and realize the core of PLC technology. The instruction list standard under the IEC 61131-3 specification is followed by the programming language supported by the system, and it can be used in enterprises to porting program of control system. Therefore, there is no need spending time reprograming and training engineer skill.
Through the implementation of the language processor and testing with the case of application, the concept and feasibility of the fully soft PLC are verified by the study. Academically, this study is based on the professional field of the compilation principle, and the traditional PLC core technology is implemented by a fully softwareized manner. A hybrid programming and translation architecture is adopted to decouple the internal task assignment of the system. For the industry, the results of this research are highly feasible and practical. Through the realization of this technology, the flexibility of the planning control system can be improved to facilitate the transformation of the factory and accelerate the business model of company into Industry 4.0.

[1] 林煌欽, "探討工業4.0對台灣中小企業的影響," 碩士, 管理科學學系企業經營碩士在職專班, 淡江大學, 新北市, 2016.
[2] 蔡紀眉, "連台積電也採用！製程千變萬化，混線生產客製彈性更大," 數位時代, 2017.
[3] 劉尚昀, "少量多樣交期短生產方式 模組化生產流程決定企業成敗," DIGITIMES物聯網, 2017.
[4] 吳凱中, "工業4.0論壇／海英俊：多樣少量...一顆訂單也接," 經濟日報, 2018.
[5] K. Zhou, T. Liu, and L. Zhou, "Industry 4.0: Towards future industrial opportunities and challenges," in 2015 12th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (FSKD), 2015: IEEE, pp. 2147-2152.
[6] 行政院, "行政院生產力4.0發展方案", 2015.
[7] 汪建南、馬雲龍, "工業4.0 的國際發展趨勢與台灣因應之道," 國際金融參考資料, 六十九輯, 133-155頁, 2016.
[8] 科技部, 智慧網實系統(CPS)平台架構技術研 發與應用驗證計畫 計畫徵求說明文件, 2016.
[9] 葉俊麟, "生產力4.0基礎建設," 碩士, 資訊工程系碩士在職專班, 國立高雄應用科技大學, 高雄市, 2017.
[10] 修蓉芳, "軟硬結合，建構智慧生產線," 全球安防科技電子報, 2016.
[11] "工業4.0系統整合商的商機," 國眾電子報, 第四十八期, 2015.
[12] 王明德, "PLC應用多元化 整合平台拓展連結," 智動化科技電子報, 2014.
[13] "盘点最有影响力的十大国产PLC品牌," 中國工控技術文章, 2016.
[14] 林似鋒, "一個基於 PLCopen 的嵌入式可程式邏輯控制器快速開發平台," 碩士, 中央大學資訊工程學系碩士在職專班學位論文, 國立中央大學, 桃園市, 2014.
[15] 陳文泉、劉永钦, "PC-Based運動控制之現況與趨勢," 工業技術研究院機械所, 2016.
[16] 吳振宇、張俊俊、吳孟錩, "PC-based 溫室系統之控制器研究," 學士, 機械工程系, 崑山科技大學, 台南市, 2016.
[17] G. Pritschow et al., "Open controller architecture–past, present and future," CIRP Annals, vol. 50, no. 2, pp. 463-470, 2001.
[18] 林家慶, "應用於工業控制之 CPU-BASED 精密運動 控制晶片設計介紹," 工業技術研究院機械所, 2008.
[19] 陳雙源, 機電整合導論（下冊）, 東華書局, 1999.
[20] 林瑋琦, "德國「工業4.0」產業趨勢與衍生商機大揭密," 外貿協會, 2017.
[21] I. E. Commission, "Programmabe Controllers, Part 3: Programming Languages," IEC International Standard 1131-3, 1993.
[22] 陳福春, PLC可程式控制器原理與實習. 高立圖書, 2017.
[23] 曾百由, 自動化控制元件設計與應用：台達PLC/HMI/SERVO應用開發. 五南, 2016.
[24] 台灣歐姆龍(股)公司, 可程式控制器CPIE PLC指令應用大全. 全華圖書, 2011.
[25] A. V. Aho, R. Sethi, and J. D. Ullman, Compilers： pinciples, techniques, and tools. Addison-Wesley Publishing Co, 1986.
[26] 千葉滋, 兩周自制腳本語言. 日本: 人民郵電出版社, 2014.
[27] 青木峰郎, 自制編譯器. 日本: 人民郵電出版社, 2016.
[28] 張家瑋, "具Macro及GM-Code編譯功能之CNC控制器混合編直譯器研究," 碩士, 製造工程研究所碩博士班, 國立成功大學, 台南市, 2008.
[29] 范劭寧, "CNC控制器之編譯器原理研究與發展以PCB鑽孔機Excellon碼為例," 碩士, 製造工程研究所碩博士班, 國立成功大學, 台南市, 2008.
[30] 蔣承儒, "工具機數控程式編譯系統研究暨行動化人機實現," 碩士, 製造資訊與系統研究所, 國立成功大學, 台南市, 2018.
[31] 陳響亮、蔣承儒、陳文泉、李鋒吉、李桂銘, "工具機數控程式編譯器與應用," 機械工業雜誌 422期, 工業技術研究院, 2017.
[32] 粘濠偉, "Linux環境下PC-Based可程式控制器之發展與應用," 碩士, 機電光工程研究所, 國立中正大學, 嘉義縣, 2003.
[33] 吳孟儒, "Linux環境下PC-BasedSoftPLC之發展與應用," 碩士, 機械系, 國立中正大學, 嘉義縣, 2003.
[34] 洪進財, "Linux-based軟體PLC研發與網際網路應用研究," 碩士, 自動化及控制研究所, 國立臺灣科技大學, 台北市, 2004.
[35] 曾志成, "以IEC61131-3標準設計可程式控制器之跨平台機制," 碩士, 機械研究所, 遠東科技大學, 台南市, 2007.
[36] https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/procthread/scheduling-priorities.
[37] C.-h. Lin, H.-h. Chu, and K. Nahrstedt, "A soft real-time scheduling server on the Windows NT," in Proceedings of the Second USENIX Windows NT Symposium, 1998, pp. 157-166.
[38] 胡志中、江易軒, "太陽光電熱PV/T一體化系統性能特性分析," 台塑關係企業應用技術研討會, 新北市, 2014.
[39] 胡志中 et al., "殘障輪椅量測裝置研究," 台塑關係企業應用技術研討會, 桃園市, 2017.
[40] 陳響亮、李桂銘、吳承學、江易軒、葉佳心, "基於OPC UA之低成本資料採集與控制閘道器設計與實踐," 中國機械工程學會第三十五屆全國學術研討會論文集, 嘉義縣, 2018, pp. 1225-1230.
[41] 陳響亮、李桂銘、黃靜宜、江易軒, "具EtherCAT主從式架構之嵌入式CNC控制軟體系統設計與實現," 中國機械工程學會第三十五屆全國學術研討會論文集, 嘉義縣, 2018, pp. 2231-2235.