从简单案例了解PLC编程与上位机程序开发调试

2021/3/22 11:34:43 人评论 次浏览 分类:PLC应用  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/3660.html

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,昌晖仪表在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

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:
S7-200 Smart PLC程序



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:
上位机I/O表

②界面设计:上位机UI界面设计

上位机UI界面

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。
速度及位置参数设置界面
代码如下所示:

/// <summary>
/// 设定值
/// </summary>
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:
通信参数设置界面
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。

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