CODESYS MCP工具详解：AI直接操控PLC编程环境的配置与实践

什么是CODESYS MCP

MCP（Model Context Protocol）是一个标准化、跨平台、开放的协议，核心目的是打破AI模型与外部资源之间的壁垒，让大模型能够安全、统一地连接和调用各类工具、数据及服务。MCP由Anthropic公司于2024年底正式发布，其设计灵感来源于语言服务器协议（LSP）的成功经验——LSP通过标准化编辑器与语言服务之间的通信，解决了M×N的集成问题，MCP则将同样的思路应用于AI模型与外部工具的连接。在MCP出现之前，每个AI应用要接入外部工具都需要编写定制化的集成代码，导致大量重复开发工作。MCP通过定义统一的JSON-RPC 2.0消息格式和标准化的能力协商机制，使得任何支持该协议的AI客户端都能即插即用地调用任何MCP Server提供的工具。

CODESYS是由德国3S-Smart Software Solutions公司开发的工业自动化编程平台，是全球最广泛使用的IEC 61131-3标准PLC编程环境之一，被超过500家硬件制造商采用作为其PLC产品的开发环境。CODESYS将MCP Server集成到了其IDE中，使AI大模型能够直接调用IDE中的工具和资源，辅助工程师编写PLC程序。

CODESYS MCP具备三大特点：

标准化：建立统一的通讯与交互规范，不挑选大语言模型，只要支持MCP Client的AI客户端或Agent都可以对接
跨平台：脱离操作系统与硬件环境限制，无论云端还是本地部署的大模型都可以使用
开放性：采用开源开放的技术架构，降低开发者接入门槛

CODESYS MCP架构解析

CODESYS MCP的架构分为三个层次，理解这三层结构有助于快速完成部署配置。

MCP Host（AI应用层）

即运行大语言模型的AI应用程序或AI Agent，作为用户的操作入口，负责接受用户指令并展示处理结果。常见的MCP Host包括Claude Desktop、VS Code + Cline等AI客户端。MCP Host的核心职责是管理用户会话、维护对话上下文，并决定何时以及如何调用外部工具来增强AI的回答能力。

MCP Client（通信协议层）

集成在AI客户端内部的底层通信逻辑层，是Host与Server之间的"翻译官"，自动解析通信协议，将高层语义指令标准化，完成方法调用的转发。MCP Client负责与Server建立连接、进行能力协商（Capability Negotiation），确认Server支持哪些工具和资源，然后将这些信息提供给大模型，使其能够在推理过程中决定调用哪些工具。

MCP Server（执行层）

集成在CODESYS IDE中的进程，负责接受任务并执行具体操作，实时计算与返回关键业务数据。用户只需在IDE中一键启动即可使用。MCP Server通过暴露标准化的工具描述（包括工具名称、参数Schema、功能说明），让AI模型能够理解每个工具的用途和调用方式。

在实际使用中，用户主要需要关注MCP Host的选择（选择哪家大模型、云端还是本地部署），而MCP Client与Server的通讯过程对用户几乎是透明的。

CODESYS MCP提供的19个工具能力

当前版本（1.0.0.0）共提供19个工具，覆盖PLC编程的核心工作流程：

项目与代码操作

项目结构读取：显示整个项目的层级结构树，为AI提供项目全局视图
代码读取：读取并返回指定程序组织单元（POU）或全局对象的结构化源代码。POU（Program Organization Unit）是IEC 61131-3标准中定义的程序基本构建模块，包括程序（Program）、功能块（Function Block）和函数（Function）三种类型。程序是与任务绑定的最高层级执行单元；功能块是可实例化的封装模块，具有内部状态和持久变量，适合实现PID控制器、状态机等需要记忆功能的逻辑；函数则是无状态的纯计算单元。
代码编辑：在现有代码中执行精准的文本替代操作，支持基于模板的代码生成
对象管理：创建、移除、更新项目中的对象（POU、数据类型、文件夹等）

硬件与库管理

设备IO配置：导出当前项目中硬件设备的拓扑结构及详细IO配置
库管理：返回库的信息列表，包括系统库、应用库和自定义库中的功能块、函数、数据类型
库添加：搜索并添加所需的库到项目管理器中

诊断与验证

编译检查：检查项目中的错误并返回诊断信息，AI可据此自动修正程序

这些工具基本能够满足日常PLC编程工作中80%以上的需求。

CODESYS MCP配置方法详解

IDE端配置步骤

在CODESYS Store中搜索"MCP Server"插件（全称：CODESYS Development System MCP Server）并安装
在工具菜单中勾选"Enable MCP Connector"启用MCP Server功能
点击"Configure Claude Desktop for MCP"生成配置文件（STDIO模式）

STDIO（Standard Input/Output）模式是MCP协议支持的两种传输机制之一（另一种是SSE/HTTP Streaming模式）。在STDIO模式下，MCP Client通过启动一个本地子进程来运行MCP Server，双方通过标准输入（stdin）和标准输出（stdout）进行通信。这种模式的优势在于无需网络配置、延迟极低、安全性高（数据不离开本机），特别适合本地IDE集成的场景。相比之下，SSE模式适用于远程服务器部署的场景，通过HTTP协议进行通信。

VS Code + Cline配置方法

在VS Code扩展市场安装Cline插件
注册账号并在设置中选择语言模型（支持多种模型选择）
在MCP Server配置中，将CODESYS生成的配置文件内容复制到Cline的MCP配置中
配置完成后勾选需要授予AI的工具权限

Claude Desktop配置方法

相比VS Code，Claude Desktop的配置更为简单——在IDE中点击配置按钮即可自动生成配置文件，在Claude Desktop的Connectors中即可识别到CODESYS IDE。

实际演示效果

交通灯PLC程序自动生成

在演示中，使用Plan模式让AI生成一个十字路口两方向交通灯程序。AI首先询问了具体需求（交通灯类型、时序要求、输出方式），然后规划程序架构并输出完整程序。当编译出现错误时，AI能够通过调用编译检查工具读取错误信息，自动修正程序直到编译通过。

运动控制程序自动生成

演示了让AI为虚拟轴生成点动控制程序，AI的工作流程如下：

扫描项目结构，识别已有的轴对象
在SM3_Basic库中查找MC_Power、MC_MoveVelocity等标准功能块。SM3_Basic是CODESYS SoftMotion运动控制框架中的基础库，实现了PLCopen运动控制规范中定义的标准功能块。PLCopen是一个国际工业自动化标准组织，其运动控制规范定义了一套统一的功能块接口，使得工程师可以用相同的编程方式控制不同品牌的伺服驱动器。MC_Power用于使能/禁用轴，MC_MoveVelocity用于速度模式运动，MC_MoveAbsolute用于绝对位置定位，MC_Stop用于停止运动等。这些功能块通过状态机模型管理轴的运动状态转换，确保运动指令的安全执行。
生成控制程序并自动处理编译错误
根据后续指令添加注释、修改变量引用

有意思的是，AI生成的程序质量与所选大模型密切相关，且提示词越详细、约束越多，生成的程序质量越高。

能力边界与使用注意事项

当前版本不支持的操作

在线监控
下载/登录
修改设备树配置
修改Task参数
可视化（Visualization）内容

安全使用建议

必须人工审查：涉及运动控制、安全回路、机器逻辑的关键程序必须进行代码审查
编译通过≠逻辑正确：必须结合实际工况进行全面的逻辑推演与交叉验证
先在仿真环境测试：建议先在虚拟环境中验证逻辑正确性
版本管理：使用Git等工具对工程文件进行严格管理，每次修改记录日志
敏感信息保护：严禁将设备核心参数、工艺流程、客户数据等机密信息提供给AI

版本与授权要求

CODESYS版本需22.1以上
MCP Server插件需要PDA开发工具授权
可通过CODESYS官方商城购买

总结

CODESYS MCP的核心价值在于让AI像一个熟练的CODESYS工程师一样，能够完整地独立操作工程，输出符合IEC 61131-3标准的PLC程序。IEC 61131-3是国际电工委员会（IEC）发布的可编程逻辑控制器编程语言国际标准，首次发布于1993年，最新版本为第三版（2013年）。该标准统一了全球PLC编程的语言规范，定义了五种编程语言（结构化文本、梯形图、功能块图、指令表、顺序功能图）的语法和语义，以及变量声明、数据类型、程序组织单元等基础编程模型。遵循该标准编写的程序具有良好的可移植性，可以在不同厂商的PLC平台之间迁移。

虽然当前版本（1.0.0.0）还是基础版本，但已经能够显著提升编程效率、减轻工程师工作负担。随着后续版本的迭代更新，其功能将越来越完善，AI辅助PLC编程的体验也将越来越成熟。