上位机能不能替代PLC呢？

一、前言

大家好！我是付工。

之前有个学员问了这样的一个问题：

学会了上位机，是不是就可以不用PLC了呢？

今天跟大家分享一下上位机能不能代替PLC？

二、网络架构

首先我们看下这张网络架构图。

从图中可以看到：

上位机属于过程监控层，PLC属于现场控制层。

PLC作为下位机，上位机与下位机进行通信，实现整个控制系统的运作。

因此正常情况下，上位机不是用来替代PLC的。

但是，有些情况下，尤其是在一些运动控制机器视觉的项目场景中，整个项目中并没有使用PLC，那么这个时候，我们能不能通过上位机来实现一些逻辑控制呢

三、实现原理

PLC全称可编程逻辑控制器，主要由输入输出（IO）+ 逻辑控制（程序）+ 外部接口（通信）三部分组成。

上位机本身可以实现一定的逻辑控制和外部通信功能，输入输出我们需采用IO采集卡，大部分运动控制卡也自带IO，然后在上位机编写相应的代码来实现逻辑控制即可。

PLC的实现原理，是通过不断地从上而下，从左而右来扫描PLC程序，同时对接一些IO输入输出。

通过上位机来实现的话，实现原理与之类似，我们可以通过单独的一个线程来实现扫描，而PLC里的每个指令，我们上位机都可以通过构造对应的类或方法来实现。

原理其实是相通的，之所以PLC实现逻辑控制比较容易，是因为厂家已经帮我们封装好了很多开箱即用的指令，我们直接调用即可。

所以，如果我们使用C#上位机做这种逻辑控制比较多，也可以封装一些沿信号检测、延时定时器等一些指令，比如起保停主要就是上升沿检测。

四、IO采集卡

目前市面上有很多IO采集卡，大部分IO采集卡都是通过串口ModbusRTU或者以太网ModbusTCP来实现通信，这种通信效率相对较低。

我这里采用的是正运动的IO采集卡，正运动的采集卡也支持ModbusTCP通信，而且通信效率较高，后续可以测试对比一下。

另外一点就是，如果我们使用过正运动的库，我们也可以通过官方提供的运动控制卡的库来直接对接，这样就不用自己写通信库或者使用第三方通信库了。

IO采集卡型号是ECI0032，ECI0032 是正运动技术开发的一款网络 IO 控制卡，采用优化的网络通讯协议可以实现实时的 IO 控制。
ECI0032 网络 IO 控制卡支持以太网口，RS232 通讯接口和电脑相连，通过 CAN 总线可以连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数。

相关参数如下所示：

ECI0032 板上自带 16 个通用输入口，16 个通用输出口（带过流保护）。

ECI0032 带 1 个 RS232 串口，1 个以太网接口。

ECI0032 带一个 CAN 总线接口，通过IO点数不够，可以通过 ZCAN 协议来连接扩展模块和控制器。

五、实现过程

基本的接线和配置，我这里就不详细阐述了，这里我将板卡的IP地址改为192.168.2.33。

通过一个按钮盒接了两个按钮和一个指示灯，分别表示启动、停止和状态显示。

采用Winform设计一个简单的界面，界面效果如下所示：

当连接上IO卡之后，开启一个多线程循环扫描，读取输入按钮的状态，当检测到启动按钮从False变为True的时候，给输出信号置位，当检测停止按钮从False变成True的时候，给输出信号复位。

核心代码如下所示：

这个写法有点类似于SCL的逻辑，整体实现效果如下：

最后总结一下：虽然某些场合，我们可以不使用PLC，通过上位机结合IO采集卡实现一定的逻辑控制，但是并不代表上位机就可以替代PLC。PLC作为目前工业领域使用最广泛的控制器，很多功能是上位机无法替代的。