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课程主题：【手写Modbus通信库】
主讲人：付老师
课程时间：今晚20:00
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★正文：
今天在这里，作为一个技术人员，跟大家分享一个上位机开发的技术案例，希望可以对大家有所帮助。
上位机这个词，我相信大家都不陌生，从广义的角度来说，一切可以和下位机进行通信的HMI都可以称作为上位机，从狭义的角度来说，是指采用计算机高级语言编写的上层监控系统，这里常用的编程语言包括C++、JAVA、Python、C#，毋庸置疑，在工控行业，最适合工控上位机开发的编程语言莫过于微软旗下的C#语言。
这个上位机案例是比较早期开发的一个项目了，针对的下位机是西门子S7-1500 PLC，由于没有相对应的硬件进行数据交互，所以可能大家看到的数据不是正常工作的数据。这个上位机是一个比较典型的上位机监控系统，包括各个不同子站的运行参数及运行状态监控，重要参数的设置，同时具备实时报警、日志查询、参数设置、用户管理、授权管理等功能。
★开发流程分析：
如果想独立开发出这样的一套系统，是需要有一些技术储备的，我跟大家简单分析一下：
（1）首先如果我们自己本身就是做PLC编程的话，那这块就简单很多了;如果本身不是做PLC编程的话，需要去了解一下通信变量的格式和数据类型。
（2）其次是上位机与PLC的通信方式，PLC的种类和品牌很多，常用的品牌包括西门子、欧姆龙、三菱、基恩士、松下、AB等，不同品牌PLC支持的协议是不一样的，对于这个项目用到的S7-1500 PLC，其实也支持很多种通信方式，比如S7、Modbus、TCP/IP、OPCUA等，这里我们选择的是最方便使用的S7通信协议。
（3）最后就涉及到C#编程这块了，这块也是上位机开发的核心。基本界面框架的搭建、多线程的应用、数据通信及解析、实时报警检测及历史数据储存等等，都要求我们能够熟练运用C#语言。
有了上面的技术储备之后，那么接下来就跟大家说说具体开发的过程。
★具体开发流程：
（1）登录模块实现：如果没有特别的要求，我一般会采用比较简洁的登录界面，登录模块的逻辑具有一定的通用性。
（2）用户权限管理：对于不同的用户，一般会存在权限分配的问题，可以通过用户组的形式，比如管理员、班组长、操作员，也可以分配到每个用户。
（3）整体界面布局：对于界面布局这块，要完全根据个人及客户的审美来设计。首先要确定结构形式，比如上中下、左右，或者多种形式的结合，我一般以简洁、清爽为原则，再结合一下实际工艺和用户喜好，做一些优化。
（4）数据通信显示：数据通信是整个上位机的核心，通过数据通信及处理为后续开发提供数据源。数据通信主要包括设备连接、数据读取、数据解析、数据写入、断开连接、断线重连等一系列操作，一般需要通过多线程、异步、委托等一系列知识，比如简单的项目，通过定时器也可以实现相应的功能。
（5）实时历史报警：对于实时报警及历史报警，都会涉及到报警检测的问题。一般报警会根据变量情况分为离散量报警和模拟量报警，离散量报警主要是针对布尔变量的上升沿或下降沿的变化状态进行检测，模拟量报警主要是针对非布尔量的输出数值进行判断，模拟量报警状态分为高限、高高限、低限、低低限。对于报警的检测，主要原理就是当前值与上次扫描数值之间进行比对，判断是否触发了报警。
（6）实时历史曲线：实时及历史曲线是上位机的一个重要组成部分，一般实时曲线的显示是将当前采集的数据实时更新到曲线控件中，由于曲线控件的显示局限性，不可能保留所有数据，一般可以设置保留最近半小时或者1小时的数据。而历史数据主要是进行查询使用，便于后期进行故障追溯或数据分析。
（7）数据报表打印：对于某些项目可能会涉及到数据报表的设计及其打印导出，这个主要是涉及到数据的分析及查询，这个根据复杂程度，可以采用不同的方式，比如常用的采用表格控件、RDLC、水晶报表或者其他三方插件。
