自动化控制编程软件（PLC/软PLC/Labviw/C#）特点

一、PLC

1. 什么是PLC：PLC就是可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的基于用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机器或过程。
2. PLC的结构组成：PLC表面上看是一个硬件模块，但其实它是硬件和软件的集合体。硬件主要是指它的电路板、各种芯片及接口等实体；软件是指它内部运行的系统程序(包括：操作系统及一些操作系统上层的系统软件）。PLC的系统程序是出厂时固化在硬件内部的，因此也被称为固件(firmware)。固件具备可升级的功能。
3. PLC的特点：
   • PLC具备易于与工业控制系统集成、易于实现其预期功能的原则；
   • PLC的控制在于内部CPU的计算，无需手动控制开关，物理损耗小（控制系统结构简单，通用性强、稳定性好）；
   • PLC一般都集成有隔离保护模块，可以在强干扰环境下正常运转（抗干扰能力强）；
   • PLC一般都采用性能冗余设计，可以在一定的超负荷状态下正常工作（高负荷）；
   • PLC连线数量少，线路之间彼此干扰的概率小（产生干扰少）；
   • PLC编程语言相对简单，易于上手；设计、调试、周期短，便于维护；

二、软PLC 

1. 什么是软PLC：软PLC也被称为软件控制器，它是一套软件系统，可以根据需要安装到不同的硬件环境中。其实就相当于把常规PLC的软件部分单独拿出来，适配到不同的硬件中，从而形成新的PLC。软PLC就是在PC机的平台上，在某种操作环境下（比如Windows或Linux），通过IEC61131-3标准的编程语言（共有5种编程方式：IL，ST，LD，FBD和SFC），用软件来实现PLC的功能。
2. 软PLC的组成：软PLC主要包含编程开发环境和运行时(runtime)两部分。其中：编程开发环境用于编写/编译/下载PLC程序；运行时将原操作系统改造成PLC实时环境，并运行用户下载的程序。
3. 软PLC的特点：
   • 软PLC系统具有较开放的硬件体系结构，用户可以根据需要自由选择合适的硬件；
   • 软PLC技术是基于IEC61131-3语言标准，编程语言具备PLC的便捷性；
   • 软PLC具有很丰富的网络化接口且相比于传统PLC有更加丰富的指令集；
   • 软PLC的计算能力很强；

三、PLC/软PLC的对比

1. 优势：
   • 用户可以自由选择PLC硬件；
   • 用户可以获得PC领域技术/价格优势，而不受某个硬PLC制造商本身专利技术的限制；
   • 用户可以少花钱但又很方便地与强有力的PC网络相连；
   • 用户可以用他熟悉的编程语言编制程序；
   • 对超过几百点I/O的PLC系统来说，用户可以节省投资费用。
2. 劣势：
   • 可靠性低，在复杂环境下易发生故障；
   • 实时性差，在对现场信号作出及时和确定性响应方面不如传统PLC。

 

四、Labviw

1. 什么是Labviw：

Labviw是一种编程开发环境和运行系统和编程语言。相比于其他编程语言，Labviw采用的是图形化编辑语言G编写程序（一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言）。

Labviw的核心概念是“软件即是仪器”的虚拟仪器概念；主要应用于电流，电压，流量，电阻，电容，各种设备参数等需要测试的场合，与测试仪器连接较多，自带很多仪器的驱动，因此用来做测试程序也具有无可比拟的优势。

1. Labviw的特点：
   • 提供了丰富的图形控件，并采用图形化的编程方法，降低了对使用者编程经验的要求；
   • 具有丰富的库函数和例子，对于大多数应用程序，用户可以从例子中取得程序能架，便于提高开发速度；
   • 采用面向对象的方法和概念，有利于软件的开发和再利用；
   • 内建的编译器在用户编写程序的同时就在后台自动完成了编译。因此用户在编写程序的过程中如果有语法错误，它会被立即显示出来，降低编程错误率；
   • 由于采用数据流模型，实现了自动的多线程，能充分利用处理器/多处理器的处理能力；
   • 对象、框图及其构成的虚拟仪器在Windows. Windows XP、UNIX等多平台之间和各种PC及工作站间兼容，便于软件移植；
   • 具有比较完备的代码接口，可调用Windows中的动态链接库ActiveX、MATLAB、.NET或C语言程序，以弥补自身的某些不足；
   • 支持TCP、UDP等网络协议，网络功能强大，可遥控分布在其他微机上的虚物仪器设备。

五、C#

1. 什么是C#：C#是一种由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言、运行于.NET Framework和.NET Core(完全开源，跨平台)之上的高级程序设计语言。
2. C#在自动化设备领域的常用开发环境及特点：
   • Winform开发环境：提供对最新windows系统特性的支持，且拥有大量的第三方类库。全面支持各种开发技术。开发的程序对windows所有系统都有非常好的兼容性和性能。属于.net开发，拥有强大齐全的各种封装好的成熟类库。目前具有大范围的应用群体。
   • WPF开发环境：WPF是在Winform的基础上，重新使用新框架开发的应用程序编程平台。对winform开发完全兼容。wpf引入了全新的界面布局框架XAML，可以轻松的创建出丰富美观的界面，同时可以使用高级的动画和特效，对屏幕自适应比winform更好。wpf使用DirectX来绘制控件（使用显卡绘制），winform使用GDI来绘制控件（使用CPU绘制），因此wpf现实效果好，且不会大量占用cpu。WPF是相对新的技术，应用群体范围小于Winform。
3. C#在自动化设备控制的特点：可以满足所有高级软件功能开发。使用高级语言C#开发，开发效率高；对应的缺点：需要全新学习C#语言，以及电脑软件开发概念以及图形界面库函数功能；
4. 相比C#的Labviw的优劣势：优点：投入最少的精力即可学会，而且可以快速开发出可用的上位机软件；缺点：仅适合硬件特别相关的功能，不方便定制开发常用软件；

六、 PLC/Labviw/C# 的主要应用方向

1. PLC主要是适用过程控制，应用的领域大多是工厂的自动化流水线系统，在分散控制方面PLC有优势，在大型自动化线体中，用远程模块或总线方式，就能把一条很长的流水线串连起来。
2. LABVIEW 也称’虚拟仪器’,主要应用于电流，电压，流量，电阻，电容，各种设备参数等需要测试的场合，与测试仪器连接较多，自带很多仪器的驱动，因此用来做测试程序也具有无可比拟的优势。相对而言LABVIEW的应用更适用于测试系统；
3. C#特点是界面制作简单快捷，相较于LABVIEW, C#的灵活性更强。运动控制卡，机器视觉，数据库，通讯等自动化控制领域C#的应用比较多，在高精密的专机设备上，大都采用C#配运动控制卡和CCD视觉的控制系统。

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