大连西门子电缆代理商-变频器中国总代理

       西门子PLC输入输出及步进电机接线开始，到PLC运动控制程序编写，再到ModbusTCP通信协议及上位机编程实现***终控制，涉及知识面比较广，能够让我们很好地将所学知识结合起来。

       采用西门子TIA PortalV15编程软件编写运动控制程序，实现PLC（S7-1200系列：CPU1214C DC/DC/DC）对步进电机的控制，再通过编写ModbusTCP程序，将控制地址进行映射，从而方便上位机（VS2019开发）与PLC进行通信，***终实现步进电机的运动方向、速度及距离的灵活控制。

      涉及硬件：开关电源、S7-1200PLC、步进驱动器、步进电机、单轴模组、限位开关

       涉及软件：TIA PortalV15、VS2019、ModbusPoll（用于测试通信）

       硬件接线

       
       PLC编程

       
       
       
       
       
       

      上位机开发思路

      目前比较主流开发上位机的方式，主要是组态软件（触摸屏）、C#开发上位机，C#开发上位机与传统的组态软件之间的区别，主要体现在如下三个方面：

      功能限制：组态软件对于一些特定的需求或者逻辑，会有一定的局限性，使用上也受到软件本身的约束；C#开发上位机完全自主开发，几乎不存在功能上的限制，并且扩展方便。

      技术要求：组态软件***大的优势在于方便，因为它本身都集成了一些通用协议和元件，只需要按照使用说明进行组态配置即可；C#开发需要完全自己搭建框架和实现底层代码，对开发者的技术要求会更高一些。

      价格成本：组态软件需要按套、按点位收费，意味着每个项目无形中都有一个基础成本；C#开发上位机自主开发，不需要二次授权费用，并且开发一套之后，可以快速应用到其他项目中。

      采用C#上位机开发，需要考虑的是通信问题。西门子S7-1200支持很多种不同的通信协议，包括S7、ModbusTCP、TCP/IP、UDP、OPC等，从开发成本上来说，我们优先考虑S7和ModbusTCP，对于S7和ModbusTCP通信协议，比较一下两者的优缺点：

      S7协议为西门子内部协议，协议本身不公开，需要调用或者自己开发通信库，使用S7通信协议需要勾选CPU中的允许来自远程对象的PUT/GET通信访问。

      ModbusTCP为公开、免费协议，可以自己开发通信库或者使用开源库，使用ModbusTCP通信协议需要编写一定的PLC程序来实现地址映射。

      从公开免费和使用范围的角度来考虑，这里采用ModbusTCP通信协议，因为学会了ModbusTCP，意味着市场上的大部分仪表、PLC通信都可以搞得定，PLC程序编写如下如下所示：

       创建DB块

      这里创建一个DB块，里面包含了常用的一些操作和参数设置，由于Modbus保持型寄存器的Bit位操作比较麻烦，这里我们统一使用Word类型来代替Bit。

       Modbus地址与PLC地址的映射（控制位）

       Modbus地址与PLC地址的映射（参数地址）

       ModbusServer程序编写

       上位机UI界面设计

       ModbusTCP通信库

      上位机开发功能实现的核心在于ModbusTCP通信库编写，由于Modbus协议是公开免费，可以自己根据Modbus协议来开发，也可以使用开源的Modbus库，如NModbus等，有了ModbusTCP通信库之后，我们可以将更多的精力放在业务处理及逻辑处理上面。

       上位机功能开发

      创建一个Windows窗体应用项目，项目名称为thinger.com.MotionPro。

      日志显示功能：日志显示采用ListView进行显示，绑定一个ImageList用来区分信息、报警、错误，添加日志方法的参数包含日志等级及日志内容。

      自己开发ModbusTCP通信库或者使用开源库，该库应该具备建立连接、断开连接、预置寄存器、读取寄存器的功能。

       建立连接和断开连接：这里通过按钮实现建立连接和断开连接2个功能。

       相对位置运动：设置相对运动速度和相对运动位置，实现电机的相对运动。

      ***位置运动：设置***运动速度和***运动位置，实现电机的相对运动。

      点动运动模式：设置点动运动速度，按住正向点动或者反向点动，实现电机的点动运动。

       回原点模式：点击回原点，可以控制物体回到原点位置并停止。

       运动停止、运动暂停、复位相关功能。