自動化行業(yè)，正在慢慢往軟件行業(yè)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。

那么PLC工程師學(xué)會編程之后，會是一種什么樣的體驗(yàn)？

我覺得最直接的體驗(yàn)就是：原理性的東西懂得更多，技術(shù)棧更全面，可以自己獨(dú)立完成項(xiàng)目評估、制圖、選型、PLC程序開發(fā)調(diào)試，到上位機(jī)開發(fā)，甚至于更上層的WEB端、移動端。

言歸正傳，本文主要是分享一個(gè)工業(yè)現(xiàn)場常用的運(yùn)動控制案例，從硬件選型到程序設(shè)計(jì)，再從本地調(diào)試到上位機(jī)開發(fā)調(diào)試。

首先看下最終實(shí)現(xiàn)的效果：

這個(gè)案例算是一個(gè)比較簡單的案例，但是可以有效地將PLC與上位機(jī)結(jié)合起來，對于初學(xué)者來說，是一個(gè)比較適合的練手項(xiàng)目。

1、硬件選型

控制器：西門子200Smart PLC，型號為ST20（DC-DC-DC）

驅(qū)動器：步進(jìn)驅(qū)動器

電機(jī)：42mm步進(jìn)電機(jī)

限位：3個(gè)限位開關(guān)，分別對應(yīng)原點(diǎn)、左限位、右限位

平臺：單軸模組

按鈕指示燈：啟動、停止、運(yùn)行狀態(tài)、3個(gè)行程開關(guān)（模擬完成信號）

2、硬件接線圖

3、PLC程序開發(fā)

S7-200 Smart PLC運(yùn)動控制需要使用運(yùn)動控制向?qū)韺?shí)現(xiàn)，核心程序如下：

4、上位機(jī)程序開發(fā)

（1）I/O表：PLC程序編程中，會預(yù)留上位機(jī)接口，上位機(jī)I/O表如下所示：

（2）界面設(shè)計(jì)：上位機(jī)UI界面設(shè)計(jì)

（3）功能實(shí)現(xiàn)：上位機(jī)主要包含實(shí)時(shí)狀態(tài)與數(shù)據(jù)監(jiān)控、速度及位置參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)日志顯示、通信參數(shù)設(shè)置。

• 實(shí)時(shí)狀態(tài)與數(shù)據(jù)監(jiān)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http://s7.net來實(shí)現(xiàn)，基于多線程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并結(jié)合實(shí)際I/O進(jìn)行數(shù)據(jù)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(() =>
{
//這里進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)更新
}));

Thread.Sleep(10);
}
}
}

• 速度及位置參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置采用獨(dú)立的設(shè)置界面，通過窗體傳值來實(shí)現(xiàn)。

代碼如下所示：

/// <summary>
/// 設(shè)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();
}

• 系統(tǒng)日志顯示

系統(tǒng)日志基于ListView控件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)日志、報(bào)警、警告三種不同狀態(tài)區(qū)別顯示，可同時(shí)存儲至數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)追溯。

private string CurrentTime
{
get { return DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"); }
}
//寫入日志
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);
}
}

• 通信參數(shù)設(shè)置

通信參數(shù)為系統(tǒng)參數(shù)，采用Winform的Settings來進(jìn)行配置存儲，簡單快捷。

界面設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)格式是否正確","格式錯(cuò)誤");
return;
}
SaveDefaultSetting(set);
MessageBox.Show("配置成功，立即生效", "配置成功");
this.Close();
}

5、寫在后面

近幾年， 隨著越來越多的設(shè)備開始加入IIoT 網(wǎng)絡(luò)（Industrial Internet of Things，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)簡稱IIoT），IT與OT之間的界限將逐漸消失，直到成為一個(gè)或相同的系統(tǒng)為止。

所以，越來越多的電氣工程師開始轉(zhuǎn)型上位機(jī)開發(fā)。因?yàn)樵谝延须姎饧寄艿幕A(chǔ)上，如果掌握了上位機(jī)開發(fā)技能，薪資達(dá)到20K，甚至30K，都會變得更容易。