让榨汁机定时工作(C#+PLC)

 

买了自加热的榨汁机每天补充营养是件好事，但是为此早起一个小时却划不来。如果为了节省时间，早上用微波炉加热昨晚做好的豆汁，口感却不怎么好。怎么办？买定时加热的榨汁机，估计价钱会很高，不过市面上好像也没有带这种功能的。

正好这段时间对硬件比较感兴趣，所以抽时间用西门子PLC224实现了该功能（一个PLC一两千元，用PLC控制好像有点高射炮打蚊子--大材小用，建议最好用单片机或.Net Micro Framework实现，这样成本会很低）。

基本思路：

1、由于PLC外部没有显示和控制接口，所以需要在PC机上编写一个程序，用来设定定时时间和间隔。此外由于PLC的时钟精度较低，长时间运行偏差较大，所以还得提供一个校时功能。

2、PLC程序相对比较简单，只要用当前时间和设定时间进行比较，时间到，则Q0.0输出信号，由此驱动继电器工作，过了时间间隔，则停止输出。

3、PC和PLC通信部分，由于PLC原生支持PPI协议，可以采用我以前编写的西门子PPI控件进行访问。当然也可以采用Modbus Rtu模式进行通信，不过需要PLC程序添加Modbus Rtu Slave库，这样增大了PLC程序空间，由于Modbus协议为公开协议，可以在PC上自行编写Modbus Rtu读写程序，不过也可以采用我编写的Modbus Rtu控件进行通信控制。

实际接线图如下：

  
   PLC程序如下（语句表）

TITLE=榨汁机控制程序|[叶帆工作室]http://blog.csdn.net/yefanqiu
Network 1 
// 初始化
LD     SM0.1
MOVB   16#55, VB101                //复位初始状态
Network 2 
// 设定日期
LDB=   VB100, 16#AA
MOVB   16#55, VB100
//VB110 年 VB111 月 VB112 日 VB113 时 VB114 分 VB115 秒 VB117 星期
TODW   VB110                       //设置时钟
Network 3 
// 读取日期(1s刷新一次)
LD     SM0.5
EU
TODR   VB120                       //读取时钟
Network 4 
// 判断是否开始输出
LDB=   16#55, VB101                //没有输出
AB=    VB123, VB130                //时
AB=    VB124, VB131                //分
AB=    VB125, VB132                //秒
EU
S      Q0.0, 1                     //Q0.0输出
MOVB   16#AA, VB101                //置位状态
Network 5 
// 判断是否停止输出
LDB=   16#AA, VB101                //没有输出
AB=    VB123, VB140                //时
AB=    VB124, VB141                //分
AB=    VB125, VB142                //秒
EU
R      Q0.0, 1                     //Q0.0输出
MOVB   16#55, VB101                //复位状态

PC程序运行后的界面：

相关代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace PPI_Test
{
    public partial class frmMain : Form
    {
        public frmMain()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void frmMain_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //"×××公司"    '已注册的公司名称
            axS7_PPI1.InitRegCompany("叶帆测试");            
            axS7_PPI1.bps = PPIV2.PPIBps.mb9600;
            axS7_PPI1.CheckOut = PPIV2.PPICheckOut.mbEven;    
            if (axS7_PPI1.OpenPort(1, 2, 1024, 512) != 0)
            {
                MessageBox.Show("打开串口失败！");
            }
        }

        private void frmMain_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)
        {
            axS7_PPI1.ClosePort();
        }
        
        /// <summary>
        /// 登录
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnLogin_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (axS7_PPI1.PlcLogin(byte.Parse(txtFixAddr.Text)) == 0)
            {
                txtFixAddr.BackColor = Color.Green;
            }
            else
            {
                txtFixAddr.BackColor = Color.Red;
            }
        }

        //运行
        private void btnRun_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int intAddr = int.Parse(txtFixAddr.Text);

            long lngRet = axS7_PPI1.PlcRun(intAddr);
            if (lngRet == 0)
            {
                MessageBox.Show("开始运行!");
            }
            else if (lngRet == 4)
            {
                MessageBox.Show("PLC拨码开关在停止位置!");
            }
            else
            {
                MessageBox.Show("操作失败!");
            }
        }

        //停止
        private void btnStop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int intAddr = int.Parse(txtFixAddr.Text);
            long lngRet = axS7_PPI1.PlcStop(intAddr);
            if (lngRet == 0)
            {
                MessageBox.Show("停止运行!");
            }
            else
            {
                MessageBox.Show("操作失败!");
            }
        }

        //读取日期
        private void btnGetDate_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int intAddr = int.Parse(txtFixAddr.Text);
            object vData = new object();

            if (axS7_PPI1.ReadData(120, ref vData, 6, PPIV2.PPILEN.PPI_B, PPIV2.PPITYPE.PPI_V, intAddr) == 0)
            {
                Int32[] intData = (Int32[])vData;
                lblDate.Text ="20"+ intData[0].ToString("X2") + "-" + intData[1].ToString("X2") + "-" + intData[2].ToString("X2") + " " +
                               intData[3].ToString("X2") + ":" + intData[4].ToString("X2") + ":" + intData[5].ToString("X2");
            }
            else
            {
                lblDate.Text = "读日期错！";
            }
        }
        private void btnSetDate_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int intAddr = int.Parse(txtFixAddr.Text);
            Int32[] intData = new Int32[8];
            DateTime dt = DateTime.Now.AddSeconds(1);
            intData[0] = Convert.ToInt32("0x" + (dt.Year - 2000).ToString(), 16);
            intData[1] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Month.ToString(), 16);
            intData[2] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Day.ToString(), 16);
            intData[3] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Hour.ToString(), 16);
            intData[4] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Minute.ToString(), 16);
            intData[5] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Second.ToString(), 16);
            intData[7] = (int)dt.DayOfWeek;

            //写日期时间
            if (axS7_PPI1.WriteData(110, intData, 8, PPIV2.PPILEN.PPI_B, PPIV2.PPITYPE.PPI_V, intAddr) != 0)
            {
                lblDate.Text = "设置日期错！";
                return;
            }           

            //写设置标志
            intData[0] = 0xAA;
            if (axS7_PPI1.WriteData(100, intData, 1, PPIV2.PPILEN.PPI_B, PPIV2.PPITYPE.PPI_V, intAddr) != 0)
            {
                lblDate.Text = "设置标志错！";
            }
        }

        private void btnConfig_Click(object sender, EventArgs e)
        {
           if (!Regex.IsMatch(txtTimeStart.Text, @"^(0?([0-9])|1[0-9]|2[0-3]):(0?([0-9])|[1-5][0-9]):(0?([0-9])|[1-5][0-9])$"))
           {
               MessageBox.Show("时间格式不匹配,正确格式为:HH:MM:SS");
               return;
           }           
           if (!Regex.IsMatch(txtSpan.Text, @"^[^0]\d?\d?$"))
           {
               MessageBox.Show("时间间隔不正确，范围：1-999分钟");
               return;
           }              
           DateTime dt = DateTime.Parse(txtTimeStart.Text);
           int intAddr = int.Parse(txtFixAddr.Text);
           Int32[] intData = new Int32[3];

           //写开始时间
           intData[0] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Hour.ToString(), 16);
           intData[1] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Minute.ToString(), 16);
           intData[2] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Second.ToString(), 16);
           if (axS7_PPI1.WriteData(130, intData,3, PPIV2.PPILEN.PPI_B, PPIV2.PPITYPE.PPI_V, intAddr) != 0)
           {
               lblDate.Text = "写开始时间错！";
               return;
           }         
           //写停止时间
           dt = dt.AddMinutes(int.Parse(txtSpan.Text));
           intData[0] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Hour.ToString(), 16);
           intData[1] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Minute.ToString(), 16);
           intData[2] = Convert.ToInt32("0x" + dt.Second.ToString(), 16);
           if (axS7_PPI1.WriteData(140, intData, 3, PPIV2.PPILEN.PPI_B, PPIV2.PPITYPE.PPI_V, intAddr) != 0)
           {
               lblDate.Text = "写停止时间错！";
               return;
           }  
        }
    }
}

    当然这只是一个初级应用，如果我们扩展一下，用GPRS技术（参见我写的文章：让智能手机和居家电脑互联互通（WM6 GPRS）），我们可以用手机远程操控榨汁机工作，这样我们就可以在下班前让榨汁机工作。不过这得需要有一台能上网的电脑，编一个TCP服务程序，来接收手机发出的命令。这样PLC程序其实可以不用编写了，我们直接用西门子PPI控件操作PLC的Q0.0。当然如果系统中加入了PC，这样PLC似乎就可以免了，我们可以用串口的RTS管脚去驱动5v的继电器，由继电器来驱动榨汁机工作。

注：由于榨汁机并不是接通电源就可以工作（因这一点没有提前考虑到，差点让我的控制计划流产），所以我用了一个小窍门，先用一个小东西预先按在所需要的按钮上（参见第一张图上的黄色方块），这样一上电，榨汁机就可以正常工作了。