課程主題：【手寫Modbus通信庫】
主講人：付老師

課程時間：今晚20:00
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（1）建議大多數(shù)技術(shù)人員都要學(xué)一門計算機語言，也許你工作現(xiàn)在不會立即用得上。但是編程思維和編程思想對你理解很多技術(shù)問題，會有很大的幫助。

（2）如果你想通過閱讀公眾號的技術(shù)文章學(xué)會一門技術(shù)，我勸你還是死了這條心吧，技術(shù)文章可以擴展你的知識面，讓你知道下一步學(xué)習(xí)的方向，卻不會教你具體怎么做。

（3）互聯(lián)網(wǎng)時代，最不缺的是資源和信息，最缺的是具備篩選的能力，如果在資源的汪洋大海中找到自己想要的，這其中，需要自己不斷地摸索。

★正文：

? ? ? 今天在這里，作為一個技術(shù)人員，跟大家分享一個上位機開發(fā)的技術(shù)案例，希望可以對大家有所幫助。

? ? ? 上位機這個詞，我相信大家都不陌生，從廣義的角度來說，一切可以和下位機進行通信的HMI都可以稱作為上位機，從狹義的角度來說，是指采用計算機高級語言編寫的上層監(jiān)控系統(tǒng)，這里常用的編程語言包括C++、JAVA、Python、C#，毋庸置疑，在工控行業(yè)，最適合工控上位機開發(fā)的編程語言莫過于微軟旗下的C#語言。

? ? ? ?這個上位機案例是比較早期開發(fā)的一個項目了，針對的下位機是西門子S7-1500 PLC，由于沒有相對應(yīng)的硬件進行數(shù)據(jù)交互，所以可能大家看到的數(shù)據(jù)不是正常工作的數(shù)據(jù)。這個上位機是一個比較典型的上位機監(jiān)控系統(tǒng)，包括各個不同子站的運行參數(shù)及運行狀態(tài)監(jiān)控，重要參數(shù)的設(shè)置，同時具備實時報警、日志查詢、參數(shù)設(shè)置、用戶管理、授權(quán)管理等功能。

★開發(fā)流程分析：

??????如果想獨立開發(fā)出這樣的一套系統(tǒng)，是需要有一些技術(shù)儲備的，我跟大家簡單分析一下：

（1）首先如果我們自己本身就是做PLC編程的話，那這塊就簡單很多了;如果本身不是做PLC編程的話，需要去了解一下通信變量的格式和數(shù)據(jù)類型。

（2）其次是上位機與PLC的通信方式，PLC的種類和品牌很多，常用的品牌包括西門子、歐姆龍、三菱、基恩士、松下、AB等，不同品牌PLC支持的協(xié)議是不一樣的，對于這個項目用到的S7-1500 PLC，其實也支持很多種通信方式，比如S7、Modbus、TCP/IP、OPCUA等，這里我們選擇的是最方便使用的S7通信協(xié)議。

（3）最后就涉及到C#編程這塊了，這塊也是上位機開發(fā)的核心。基本界面框架的搭建、多線程的應(yīng)用、數(shù)據(jù)通信及解析、實時報警檢測及歷史數(shù)據(jù)儲存等等，都要求我們能夠熟練運用C#語言。

有了上面的技術(shù)儲備之后，那么接下來就跟大家說說具體開發(fā)的過程。

★具體開發(fā)流程：

（1）登錄模塊實現(xiàn)：如果沒有特別的要求，我一般會采用比較簡潔的登錄界面，登錄模塊的邏輯具有一定的通用性。

（2）用戶權(quán)限管理：對于不同的用戶，一般會存在權(quán)限分配的問題，可以通過用戶組的形式，比如管理員、班組長、操作員，也可以分配到每個用戶。

（3）整體界面布局：對于界面布局這塊，要完全根據(jù)個人及客戶的審美來設(shè)計。首先要確定結(jié)構(gòu)形式，比如上中下、左右，或者多種形式的結(jié)合，我一般以簡潔、清爽為原則，再結(jié)合一下實際工藝和用戶喜好，做一些優(yōu)化。

（4）數(shù)據(jù)通信顯示：數(shù)據(jù)通信是整個上位機的核心，通過數(shù)據(jù)通信及處理為后續(xù)開發(fā)提供數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)通信主要包括設(shè)備連接、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)寫入、斷開連接、斷線重連等一系列操作，一般需要通過多線程、異步、委托等一系列知識，比如簡單的項目，通過定時器也可以實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

（5）實時歷史報警：對于實時報警及歷史報警，都會涉及到報警檢測的問題。一般報警會根據(jù)變量情況分為離散量報警和模擬量報警，離散量報警主要是針對布爾變量的上升沿或下降沿的變化狀態(tài)進行檢測，模擬量報警主要是針對非布爾量的輸出數(shù)值進行判斷，模擬量報警狀態(tài)分為高限、高高限、低限、低低限。對于報警的檢測，主要原理就是當前值與上次掃描數(shù)值之間進行比對，判斷是否觸發(fā)了報警。

（6）實時歷史曲線：實時及歷史曲線是上位機的一個重要組成部分，一般實時曲線的顯示是將當前采集的數(shù)據(jù)實時更新到曲線控件中，由于曲線控件的顯示局限性，不可能保留所有數(shù)據(jù)，一般可以設(shè)置保留最近半小時或者1小時的數(shù)據(jù)。而歷史數(shù)據(jù)主要是進行查詢使用，便于后期進行故障追溯或數(shù)據(jù)分析。

（7）數(shù)據(jù)報表打?。簩τ谀承╉椖靠赡軙婕暗綌?shù)據(jù)報表的設(shè)計及其打印導(dǎo)出，這個主要是涉及到數(shù)據(jù)的分析及查詢，這個根據(jù)復(fù)雜程度，可以采用不同的方式，比如常用的采用表格控件、RDLC、水晶報表或者其他三方插件。