PLC编程与上位机程序开发调试

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自动化行业，正在慢慢往软件行业靠近。

很多plc工程师也开始慢慢意识到，掌握一门编程语言，变得越来越重要。

那么PLC工程师学会plc编程之后，会是一种什么样的体验？很多人最直接的体验就是：原理性的东西懂得更多，技术栈更全面，可以自己独立完成项目评估、制图、选型、PLC程序开发调试，到上位机开发，甚至于更上层的WEB端、移动端。

言归正传，本文分享一个工业现场常用的运动控制案例，从硬件选型到程序设计，再从本地调试到上位机开发调试。这个案例算是一个比较简单的案例，但是可以有效地将PLC与上位机结合起来，对于初学者来说，是一个比较适合的练手项目。

1、硬件选型
控制器：西门子200Smart PLC，型号为ST20(DC-DC-DC)
驱动器：步进驱动器
电机：42mm步进电机
限位：3个限位开关，分别对应原点、左限位、右限位
平台：单轴模组
按钮指示灯：启动、停止、运行状态、3个行程开关(模拟完成信号)

2、硬件接线图


3、PLC程序开发
S7-200 Smart PLC运动控制需要使用运动控制向导来实现，核心程序如下：




4、上位机程序开发
①I/O表：PLC程序编程中，会预留上位机接口，上位机I/O表如下所示：


②界面设计：上位机UI界面设计


③功能实现：上位机主要包含实时状态与数据监控、速度及位置参数设置、系统日志显示、通信参数设置。
◆实时状态与数据监控
本案例与西门子plc之间的通信方式采用S7通信，使用开源通信库s7.net来实现，基于多线程实现数据的实时采集，并结合实际I/O进行数据解析。
private void PLCCommunication()
{
    while (!cts.IsCancellationRequested)
   {
       byte[] result = plc.ReadBytes(StoreType.DataBlock, 1, 0, 23);
       if (result != null && result.Length == 23)
       {
          this.BeginInvoke(new Action(() =>
          {
              //这里进行实时状态更新
              }));
              Thread.Sleep(10);
              }
    }
}

◆速度及位置参数设置
参数设置采用独立的设置界面，通过窗体传值来实现。

代码如下所示：
///
/// 设定值
///
public string setValue = string.Empty;
private void btn_Set_Click(object sender, EventArgs e)
{
    this.setValue = this.txt_SetValue.Text;
    this.DialogResult = DialogResult.OK;
    this.Close();
}

◆系统日志显示
系统日志基于ListView控件开发，实现日志、报警、警告三种不同状态区别显示，可同时存储至数据库，便于后续追溯。
private string CurrentTime
{
    get { return DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"); }
}
//写入日志
private void AddLog(int index, string log)
{
    if (this.lstInfo.InvokeRequired)
    {
       this.lstInfo.Invoke(new Action(() =>
       {
           ListViewItem lst = new ListViewItem("    " + CurrentTime, index);
           lst.SubItems.Add(log);
           this.lstInfo.Items.Insert(0, lst);
       }));
     }
     else
     {
         ListViewItem lst = new ListViewItem("    " + CurrentTime, index);
         lst.SubItems.Add(log);
         this.lstInfo.Items.Insert(0, lst);
      }
}

◆通信参数设置
通信参数为系统参数，采用Winform的Settings来进行配置存储，简单快捷。界面设计如下所示：

代码如下所示：
public SaveDefaultSettingDelegate SaveDefaultSetting;
private void btn_Set_Click(object sender, EventArgs e)
{
     CommSet set = new CommSet();
     try
     {
         set.IPAddress = this.txt_IPAddress.Text;
         set.CPUType = this.cmb_CPUType.Text;
         set.StoreTime = Convert.ToInt32(this.txt_StoreTime.Text);
         set.AutoStore = this.chk_AutoStore.Checked;
      }
     catch (Exception)
     {
        MessageBox.Show("请检查数据格式是否正确","格式错误");
        return;
      }
      SaveDefaultSetting(set);
      MessageBox.Show("配置成功，立即生效", "配置成功");
      this.Close();                                                  
}

5、写在后面
近几年， 随着越来越多的设备开始加入IIoT 网络(Industrial Internet of Things，工业物联网简称IIoT)，IT与OT之间的界限将逐渐消失，直到成为一个或相同的系统为止。

huoshi

谢谢老师分享，学习学习！