PLC編程與上位機程序開發調試

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自動化行業，正在慢慢往軟件行業靠近。

很多plc工程師也開始慢慢意識到，掌握一門編程語言，變得越來越重要。

那麼PLC工程師學會plc編程之後，會是一種什麼樣的體驗？很多人最直接的體驗就是：原理性的東西懂得更多，技術棧更全麵，可以自己獨立完成項目評估、製圖、選型、PLC程序開發調試，到上位機開發，甚至於更上層的WEB端、移動端。

言歸正傳，本文分享一個工業現場常用的運動控製案例，從硬件選型到程序設計，再從本地調試到上位機開發調試。這個案例算是一個比較簡單的案例，但是可以有效地將PLC與上位機結合起來，對於初學者來說，是一個比較適合的練手項目。

1、硬件選型
控製器：西門子200Smart PLC，型號為ST20(DC-DC-DC)
驅動器：步進驅動器
電機：42mm步進電機
限位：3個限位開關，分別對應原點、左限位、右限位
平台：單軸模組
按鈕指示燈：啟動、停止、運行狀態、3個行程開關(模擬完成信號)

2、硬件接線圖


3、PLC程序開發
S7-200 Smart PLC運動控製需要使用運動控製向導來實現，核心程序如下：




4、上位機程序開發
①I/O表：PLC程序編程中，會預留上位機接口，上位機I/O表如下所示：


②界麵設計：上位機UI界麵設計


③功能實現：上位機主要包含實時狀態與數據監控、速度及位置參數設置、係統日誌顯示、通信參數設置。
◆實時狀態與數據監控
本案例與西門子plc之間的通信方式采用S7通信，使用開源通信庫s7.net來實現，基於多線程實現數據的實時采集，並結合實際I/O進行數據解析。
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(() =>
          {
              //這裏進行實時狀態更新
              }));
              Thread.Sleep(10);
              }
    }
}

◆速度及位置參數設置
參數設置采用獨立的設置界麵，通過窗體傳值來實現。

代碼如下所示：
///
/// 設定值
///
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();
}

◆係統日誌顯示
係統日誌基於ListView控件開發，實現日誌、報警、警告三種不同狀態區別顯示，可同時存儲至數據庫，便於後續追溯。
private string CurrentTime
{
    get { return DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"); }
}
//寫入日誌
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);
      }
}

◆通信參數設置
通信參數為係統參數，采用Winform的Settings來進行配置存儲，簡單快捷。界麵設計如下所示：

代碼如下所示：
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("請檢查數據格式是否正確","格式錯誤");
        return;
      }
      SaveDefaultSetting(set);
      MessageBox.Show("配置成功，立即生效", "配置成功");
      this.Close();                                                  
}

5、寫在後麵
近幾年， 隨著越來越多的設備開始加入IIoT 網絡(Industrial Internet of Things，工業物聯網簡稱IIoT)，IT與OT之間的界限將逐漸消失，直到成為一個或相同的係統為止。

huoshi

謝謝老師分享，學習學習！