C#上位機開發實戰指南

本書系統地講解了C#上位機與下位機之間進行通信的相關知識，以各種實用案例為載體，注重實際應用，對初學者學習C#上位機軟件開發具有一定的幫助和指導作用。本書分為四部分：第一部分對工業控制系統架構和常用數據類型轉換進行說明；第二部分介紹了串口通信和乙太網通信基礎；第三部分主要針對ModbusRTU和ModbuTCP通信協議進行了詳細說明；第四部分主要闡述了自訂控制項的開發以及C#如何聯合WinCC和運動控制卡。本書適合需要系統學習C#上位機開發的電氣工程師或自動化工程師，以及一些IT程式師轉型OT參考，也可以作為高等院校智慧製造、電氣工程和自動化類專業的師生參考。

第1章　工業控制系統1
1.1　工業控制系統架構1
1.2　下位機發展應用2
1.2.1　PLC2
1.2.2　單片機4
1.2.3　運動控制器5
1.3　上位機發展應用7
1.3.1　人機界面7
1.3.2　組態軟體8
1.3.3　高階語言開發8
1.4　上位機與下位機通信9
1.4.1　串口通信9
1.4.2　乙太網通信12

第2章　上位機開發數據類型轉換17
2.1　基礎數據類型說明17
2.1.1　常用數據類型17
2.1.2　大小端位元組順序18
2.1.3　為什麼會存在大小端19
2.2　位元組集合類ByteArray封裝及應用20
2.2.1　位元組集合類ByteArray21
2.2.2　ByteArray實際應用23
2.3　數據類型轉換類23
2.3.1　ByteArray轉換類ByteArrayLib23
2.3.2　byte轉換類ByteLib29
2.3.3　bit轉換類BitLib29
2.3.4　short轉換類ShortLib32
2.3.5　int轉換類IntLib33
2.3.6　long轉換類LongLib34
2.3.7　string轉換類StringLib35
2.4　操作結果類OperateResult36
2.4.1　OperateResult的設計過程37
2.4.2　OperateResult的使用說明39

第3章　串口通信與通信應用41
3.1　SerialPort串口對象41
3.1.1　SerialPort構造方法41
3.1.2　SerialPort常用屬性42
3.1.3　SerialPort常用方法43
3.1.4　SerialPort常用事件44
3.2　掃碼槍串口通信案例44
3.2.1　專案創建及介面設計45
3.2.2　專案架構設計46
3.2.3　串口參數配置46
3.2.4　串口通信封裝實現52
3.2.5　串口掃碼功能應用54
3.3　歐姆龍PLC串口通信實戰57
3.3.1　搭建模擬歐姆龍PLC環境58
3.3.2　Hostlink協定C-Mode通信應用67
3.3.3　Hostlink協定Fins通信應用77

第4章　乙太網通信與通信應用82
4.1　TCP/IP基礎82
4.1.1　TCP三次握手83
4.1.2　TCP四次揮手84
4.1.3　Socket編程基礎86
4.2　TCP服務器及用戶端程式編寫89
4.2.1　服務器程式編寫89
4.2.2　TCP用戶端程式編寫92
4.2.3　服務器與用戶端通信測試94
4.3　西門子PLC乙太網通信案例96
4.3.1　西門子PLC模擬環境97
4.3.2　PLC程式編寫101
4.3.3　上位機通用讀取106
4.3.4　上位機通用寫入114
4.4　西門子S7通信應用118
4.4.1　PLC通信配置118
4.4.2　S7.NET通信庫封裝120
4.4.3　PLC通信通用讀取思路124
4.4.4　PLC通信解決方案127

第5章　Modbus通信協定說明128
5.1　Modbus基礎知識說明128
5.1.1　Modbus存儲區128
5.1.2　Modbus位址模型129
5.1.3　Modbus功能碼130
5.1.4　Modbus模擬軟體132
5.2　Modbus RTU/ASCII通信協議138
5.2.1　讀取輸出線圈139
5.2.2　讀取輸入線圈140
5.2.3　讀取保持型寄存器141
5.2.4　讀取輸入寄存器142
5.2.5　預置單線圈143
5.2.6　預置單寄存器143
5.2.7　預置多線圈144
5.2.8　預置多寄存器144
5.3　Modbus TCP/UDP通信協議分析145
5.3.1　Modbus TCP/UDP協議分析145
5.3.2　讀取輸出線圈147
5.3.3　讀取輸入線圈148
5.3.4　讀取保持型寄存器148
5.3.5　讀取輸入寄存器149
5.3.6　預置單線圈150
5.3.7　預置單寄存器151
5.3.8　預置多線圈151
5.3.9　預置多寄存器152

第6章　Modbus RTU串口通信應用154
6.1　NModbus4通信庫使用說明154
6.1.1　NModbus4通信庫安裝說明154
6.1.2　Modbus RTU通信庫封裝應用155
6.2　西門子200Smart實現Modbus RTU通信161
6.2.1　PLC程式編寫161
6.2.2　Modbus RTU通信測試165
6.2.3　上位機通信程式165
6.3　Modbus RTU一主多從實現溫濕度採集168
6.3.1　溫濕度變送器地址說明169
6.3.2　溫濕度變送器模組通信測試169
6.3.3　上位機實現多溫濕度採集170

第7章　Modbus TCP乙太網通信應用175
7.1　西門子S7-1500 PLC實現Modbus TCP通信175
7.1.1　PLC程式編寫175
7.1.2　Modbus TCP通信庫封裝178
7.1.3　上位機通信應用179
7.2　三菱FX5U PLC之Modbus TCP通信182
7.2.1　PLC配置說明182
7.2.2　Modbus地址分析及測試185
7.2.3　上位機通信應用186

第8章　自訂控制項封裝及應用190
8.1　自訂控制項分類190
8.1.1　擴展控制項190
8.1.2　群組控制項193
8.1.3　繪製控制項194
8.2　HeadPanel控制項198
8.2.1　HeadPanel控制項分析198
8.2.2　HeadPanel控制項開發199
8.3　TextShow控制項205
8.3.1　TextShow控制項分析205
8.3.2　TextShow控制項開發206
8.4　Led控制項209
8.4.1　Led控制項分析209
8.4.2　Led控制項開發209

第9章　C#聯合WinCC組態軟體應用215
9.1　WinCC使用.NET控制項215
9.1.1　WinCC如何添加.NET控制項215
9.1.2　WinCC與西門子PLC通信217
9.2　C#實現讀寫WinCC變數221
9.2.1　C#讀取WinCC變數221
9.2.2　C#寫入WinCC變數222
9.3　C#實現訪問WinCC控制項224
9.3.1　C#讀取WinCC控制項224
9.3.2　C#寫入WinCC控制項226

第10章　C#上位機聯合運動控制卡228
10.1　運動控制卡基礎知識228
10.1.1　運動控制卡與PLC的區別228
10.1.2　運動控制卡的種類與選型230
10.1.3　運動控制與機器人的區別231
10.2　脈衝型運動控制卡使用說明231
10.2.1　ECI1408產品說明及接線使用232
10.2.2　運動控制函數庫二次封裝236
10.2.3　多軸運動控制應用案例246
10.3　匯流排型運動控制卡EtherCAT通信251
10.3.1　ECI2828運動控制卡使用說明251
10.3.2　ECI2828運動控制卡脈衝控制252
10.3.3　ECI2828運動控制卡EtherCAT控制255
10.4　運動控制卡Modbus TCP通信259
10.4.1　運動控制卡Modbus協議說明259
10.4.2　運動控制卡Modbus通信應用260

付加勁

一直從事自動化領域相關技術工作，從PLC編程到上位機及DCS組態，再到C#、LabVIEW軟體發展，從2017年開始從事線上教育工作，開發了大量的上位機專案，編寫了數本自研教材，對上位機數據採集及應用非常熟悉，同時對運動控制、機器視覺、WEB物聯網，也有著較深的理解。