中小型自动化项目中，传统方案往往依赖硬件PLC配合独立的上位机软件，开发周期长、调试成本高。近年来，随着软PLC技术的成熟，越来越多的开发开始尝试将逻辑控制与人机界面（HMI）集成到同一套系统中。
本文推荐一个面向 .NET 平台的工厂自动化库，它内置软PLC引擎和可视化HMI组件，让上位机不仅能"看"，还能"控"，真正实现一体化开发。将通过一个本地示例项目，展示如何简化自动化系统的构建过程。
项目介绍
项目基于搭建了一个轻量级工厂自动化演示平台。系统核心是一个运行在Windows上的软PLC实例，它模拟了真实的PLC扫描周期，并支持自定义功能块（FB）逻辑。
同时，配套的HMI模块提供了按钮、数值显示、报警管理、用户权限等常用工控界面元素，所有UI控件可直接绑定到PLC内存地址，无需手动编写数据同步代码。
整个应用以WinForms为载体，结构清晰，适合学习、原型验证或小型产线控制场景。
项目功能
1、软PLC运行环境
支持仿真模式启动，加载预设的IO配置与功能块逻辑。
2、自定义功能块开发
提供基础功能块如定时器、计数器、电机控制、轴运动等，并允许用户扩展自己的逻辑模块。
3、HMI可视化绑定
界面控件通过地址映射自动与PLC内存同步，实现"所见即所控"。
4、多页面管理
通过 plcMultiPanelController切换不同功能面板，如数值监控、按钮操作、报警记录等。
5、系统管理工具
集成用户登录、权限管理、IO监视、变量编辑、弹窗配置等辅助功能，提升运维效率。
6、实时逻辑调试
支持查看PLC内部状态、内存快照及功能块执行情况，便于快速定位问题。
项目特点
最大的优势在于"开箱即用"。无需关心底层通信协议或线程同步，只需关注业务逻辑本身。
例如，在添加一个电机控制功能块时，只需调用 AddFB("Motor", null, 13000)，即可在指定内存偏移处实例化该模块；而HMI界面上的启停按钮只要绑定到对应地址，就能自动响应状态变化。
另外，系统支持热插拔式功能块管理——若检测到功能块布局变更，会提示"功能块数据已清零"，提醒开发重新初始化，避免逻辑错乱。
项目技术
1、采用C，依托.NET Framework运行时，兼容主流Windows工控机环境。
2、软PLC核心由 YPLC类实现，模拟标准PLC的扫描周期（输入采样→逻辑执行→输出刷新）。
3、功能块（FB）基于面向对象设计，继承 PlcFBEx基类，重写Init和Scan方法即可定义初始化与周期逻辑。
4、HMI模块通过 HMI.SetPLC将界面与PLC内存指针绑定，实现双向数据联动。
5、内存布局由开发自行规划，如 UserFBin/UserFBout结构体分别映射输入/输出区，偏移量明确，便于维护。
6、支持多实例管理，可同时监控多个PLC或模块，适用于分布式控制场景。
7、内置报警、用户权限、变量转储等工业级功能，减少重复造轮子。
项目代码
核心初始化流程如下
_plc = new YPLC(true); // 启用仿真模式
var ret = _plc.Init("mem.bin", 1, BackcallScan, "io.x", "mc.x");
if (ret != 0) thrownew Exception("逻辑配置初始化失败!");
InitFB; // 注册各类功能块
_plc.Run;
// 绑定HMI到PLC内存
HMI.SetPLC(0, _plc.MemPtr);
HMI.SetPLC(1, _plc.MemPtr, 10000);
// 添加多页面
plcMultiPanelController1.Add(new FormChild数值);
plcMultiPanelController1.Add(new FormChild按钮);
// ...
自定义功能块示例
class UserFB : PlcFBEx
{
IPM pm;
publicref UserFBin x => ref pm.MemRef
publicref UserFBout y => ref pm.MemRef
public UserFB : base("用户自定义功能块", 1000) { }
public override void Init(IPM pm)
{
this.pm = pm;
AddIn(ref x);
AddOut(ref y);
}
public override void Scan(IPM pm)
{
y.a = !y.a; // 翻转输出
x.num1++; // 输入计数
if (pm.P(y.b)) x.num2++;
}
}
这种设计让逻辑与数据紧密耦合，又保持高度可读性。
项目效果
程序启动后，软PLC立即进入运行状态。自定义的 UserFB功能块每周期翻转输出信号，并累加计数器；HMI界面上的数值控件实时刷新，按钮点击可触发PLC内部逻辑。
例如，点击"报警"面板中的测试按钮，系统会生成一条带时间戳的报警记录，并在主界面弹出提示。
用户登录后，根据权限等级可访问不同功能——普通操作员只能启停设备，管理员则能修改参数或查看IO状态。
整个系统响应迅速，逻辑清晰，即使在低配工控机上也能流畅运行。
系统主页
IO监控
报警设置
内存转存
变量编辑
控制表编辑
按钮指示
HMI窗口
项目源码
为了防止丢失，可以在评论区留言关键字「自动化库」，即可获取完整源码地址。
总结
项目为 .NET 开发提供了一条低门槛进入工业自动化的路径。它不追求大而全，而是聚焦于"让控制更简单"这一核心目标。
通过软PLC + HMI的一体化架构，省去了传统方案中OPC、Modbus等中间层，大幅缩短开发周期。
对于学习、设备厂商做配套软件、或小型自动化集成商来说，这类轻量级方案极具实用价值。未来若能增加Web HMI支持或与真实硬件对接能力，应用场景将进一步拓宽。
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