触摸屏与上位机 PC 切换控制 PLC（工业通用方案）
你想实现的是触摸屏（HMI）和上位机 PC（如工控机 / 电脑）对同一台 PLC 的控制权切换（避免同时操作导致设备误动作），核心是通过「硬件切换开关 + PLC 权限逻辑 + 通讯互锁」实现控制权的独占管理，适配西门子、台达、三菱、欧姆龙等主流 PLC，以及威纶通、昆仑通态、西门子精智面板等触摸屏，上位机支持组态软件（WinCC / 组态王 / 力控）、C#/Python 自定义程序、LabVIEW 等。
以下方案包含核心逻辑设计、硬件选型、PLC 程序编写、触摸屏 / 上位机配置，兼顾「手动切换」和「自动切换」两种场景，满足工业现场 “本地触摸屏操作 / 远程上位机监控” 的核心需求。
一、核心设计原则（避免冲突的关键）
权限独占：同一时间仅允许「触摸屏」或「上位机」其中一方拥有控制权，另一方仅能监控（只读）；
状态可视：双方实时显示当前控制权归属（如触摸屏指示灯、上位机弹窗），切换时有明确提示；
切换安全：切换前自动停止 PLC 输出（或确认设备处于安全状态），避免切换过程中误操作；
通讯兼容：基于 PLC 原有通讯链路（以太网 / 串口），无需额外增加通讯模块，降低成本。
二、核心方案：硬件切换 + PLC 逻辑互锁（工业最通用）
适用场景
所有品牌 PLC / 触摸屏 / 上位机，优先推荐（可靠性最高，避免软件故障导致切换失效），核心通过物理选择开关（本地 / 远程）触发 PLC 权限逻辑，实现控制权切换。
1. 硬件配置（极简，仅需 1 个开关）
| 硬件 | 作用说明 |
|---|---|
| 选择开关 | 2 档自锁开关（如旋钮开关，安装在触摸屏旁），接 PLC 输入点（如 X0.0）：→ 档位 1（本地）：X0.0=OFF，触摸屏拥有控制权；→ 档位 2（远程）：X0.0=ON，上位机拥有控制权； |
| PLC | 核心逻辑处理，根据 X0.0 状态屏蔽 / 放行触摸屏 / 上位机的控制指令 |
| 触摸屏 | 显示控制权状态，仅在 “本地” 模式下可操作按钮 / 输入框，“远程” 模式下仅显示数据 |
| 上位机 | 显示控制权状态，仅在 “远程” 模式下可下发控制指令，“本地” 模式下只读 |
2. 核心逻辑（以台达 DVP PLC 为例，通用所有品牌）
PLC 中定义「控制权标志位」，根据选择开关状态，仅允许对应设备的控制指令生效，另一方指令被屏蔽。
（1）变量定义（符号表，便于调试）
| 符号名 | 地址 | 类型 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| Ctrl_Switch | X0.0 | BOOL | 控制权选择开关（OFF = 本地 / 触摸屏，ON = 远程 / 上位机） |
| HMI_Control | M0.0 | BOOL | 触摸屏控制权有效标志（1 = 有效） |
| PC_Control | M0.1 | BOOL | 上位机控制权有效标志（1 = 有效） |
| HMI_Output | M1.0~M1.7 | BOOL | 触摸屏下发的控制指令（如启动、停止、复位） |
| PC_Output | M2.0~M2.7 | BOOL | 上位机下发的控制指令（与触摸屏指令一一对应） |
| PLC_Real_Output | Y0.0~Y0.7 | BOOL | PLC 实际输出（驱动接触器 / 电机等） |
| Ctrl_State | D100 | WORD | 控制权状态反馈（0 = 本地，1 = 远程），供触摸屏 / 上位机显示 |
（2）PLC 核心梯形图程序（台达 WPLSoft，通用所有品牌）
ladder
// 程序段1：控制权标志位赋值（根据选择开关） LD NOT Ctrl_Switch (X0.0) // 开关=本地（X0.0=OFF） OUT HMI_Control (M0.0) // 触摸屏控制权有效 RST PC_Control (M0.1) // 上位机控制权无效 LD Ctrl_Switch (X0.0) // 开关=远程（X0.0=ON） OUT PC_Control (M0.1) // 上位机控制权有效 RST HMI_Control (M0.0) // 触摸屏控制权无效 // 程序段2：控制权状态反馈（供触摸屏/上位机显示） LD HMI_Control (M0.0) MOV K0, Ctrl_State (D100) // D100=0 → 本地/触摸屏 LD PC_Control (M0.1) MOV K1, Ctrl_State (D100) // D100=1 → 远程/上位机 // 程序段3：输出互锁（仅有效侧的指令能驱动实际输出） // 示例：启动指令（触摸屏M1.0，上位机M2.0，实际输出Y0.0） LD HMI_Control (M0.0) AND HMI_Output (M1.0) // 触摸屏控制有效时，取触摸屏启动指令 OR LD PC_Control (M0.1) AND PC_Output (M2.0) // 上位机控制有效时，取上位机启动指令 OUT PLC_Real_Output (Y0.0) // 驱动实际输出 // 其他指令（停止、复位等）同理，复制上述逻辑即可 LD HMI_Control (M0.0) AND M1.1 OR LD PC_Control (M0.1) AND M2.1 OUT Y0.1
3. 触摸屏配置（以威纶通 MT 系列为例）
（1）状态显示
添加「文本显示控件」，关联 PLC 的 D100：表达式设置：
D100==0?"当前控制权：本地（触摸屏）":"当前控制权：远程（上位机）"；添加「指示灯控件」，分别显示 “本地有效”（关联 M0.0）、“远程有效”（关联 M0.1）。
（2）操作权限屏蔽
所有控制按钮（启动、停止等）添加「权限条件」：按钮属性→「可见 / 启用」→ 启用条件：
M0.0==1（仅触摸屏控制权有效时，按钮可点击）；输入框（如参数设置）同理，启用条件：
M0.0==1，否则灰显不可输入。
4. 上位机配置（以 WinCC 为例，通用所有组态软件 / 自定义程序）
（1）状态显示
添加「静态文本」，关联 PLC 的 D100，显示控制权状态；
添加「指示灯」，关联 M0.0/M0.1，显示当前有效权限。
（2）操作权限屏蔽
所有控制按钮 / 输入框添加「禁用条件」：按钮属性→「禁用」→ 条件：
M0.1!=1（仅上位机控制权有效时，按钮可点击）；自定义程序（C#/Python）：发送控制指令前，先读取 M0.1 状态，仅当 M0.1=1 时才下发指令，否则弹窗提示 “无控制权”。
三、进阶方案：软件切换（无硬件开关，远程操作）
适用场景
需远程切换控制权（如上位机远程操作），无需现场物理操作开关，核心通过「触摸屏 / 上位机的切换按钮」触发 PLC 逻辑，需增加「防误触确认」（避免误操作）。
1. 核心逻辑（在硬件方案基础上修改）
（1）新增变量
| 符号名 | 地址 | 类型 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| HMI_Switch_Req | M3.0 | BOOL | 触摸屏发起的切换请求（点动） |
| PC_Switch_Req | M3.1 | BOOL | 上位机发起的切换请求（点动） |
| Switch_/confirm/i | M3.2 | BOOL | 切换确认（需双方无操作时触发） |
（2）PLC 程序补充（软件切换逻辑）
ladder
// 程序段4：触摸屏发起切换请求（切换到远程） LD HMI_Switch_Req (M3.0) AND NOT PLC_Real_Output (Y0.0) // 设备停止时才能切换 OUT Switch_/confirm/i (M3.2) SET Ctrl_Switch (X0.0) // 模拟开关=ON，切换到远程 // 程序段5：上位机发起切换请求（切换到本地） LD PC_Switch_Req (M3.1) AND NOT PLC_Real_Output (Y0.0) // 设备停止时才能切换 OUT Switch_/confirm/i (M3.2) RST Ctrl_Switch (X0.0) // 模拟开关=OFF，切换到本地 // 程序段6：切换确认反馈（供触摸屏/上位机显示） LD Switch_/confirm/i (M3.2) TON T37, 20 // 确认提示2s LD T37 RST Switch_/confirm/i (M3.2) RST HMI_Switch_Req (M3.0) RST PC_Switch_Req (M3.1)
（3）触摸屏 / 上位机配置
触摸屏添加「切换到远程」按钮：按钮动作：置位 M3.0（仅当设备停止时按钮启用），点击后弹窗提示 “切换请求已发送，请等待确认”；
上位机添加「切换到本地」按钮：按钮动作：置位 M3.1（仅当设备停止时按钮启用），弹窗提示切换状态；
核心约束：仅当设备处于停止状态（Y0.0=OFF）时，才能发起软件切换，避免切换过程中设备误动作。
四、通讯层面优化（避免数据冲突）
触摸屏和上位机均通过同一 PLC 通讯链路（以太网 / 串口）读写数据，需注意：
通讯优先级：无特殊优先级，PLC 以「扫描周期」为基准处理数据，只要逻辑层做好互锁，通讯层面不会冲突；
数据刷新频率：
触摸屏：本地模式下刷新频率设为 500ms（保证操作响应），远程模式下设为 1s（仅监控）；
上位机：远程模式下刷新频率设为 500ms，本地模式下设为 1s；
避免重复写同一寄存器：
触摸屏仅写「M1.0~M1.7」（触摸屏指令区），上位机仅写「M2.0~M2.7」（上位机指令区）；
PLC 实际输出仅由「M0.0/M0.1」互锁后驱动，杜绝双方同时写 Y 寄存器。
五、不同品牌适配要点
1. 西门子 PLC（S7-1200/1500/200SMART）
变量定义：用「数据块（DB）」替代 M 寄存器（如 DB1.DBX0.0 = 触摸屏控制权），更规范；
逻辑指令：用「LAD/FBD」编写，核心互锁逻辑一致，仅指令格式不同；
触摸屏（精智面板）：通过「画面权限」+「变量触发」屏蔽按钮，无需额外配置。
2. 三菱 FX PLC
变量定义：用「M 寄存器」即可，逻辑与台达一致；
指令：用「LD/AND/OR/OUT」等基本指令，无差异；
触摸屏（三菱 GT 系列）：按钮「启用条件」关联 M0.0，简单配置即可。
3. 上位机自定义程序（C#/Python）
读取 PLC 的 M0.1 状态，仅当 M0.1=1 时，才允许发送控制指令；
发送指令前增加「权限校验」，若 M0.1=0，弹窗提示 “当前为本地控制权，无法操作”；
示例（Python+pyModbusTCP）：
python
from pyModbusTCP.client import ModbusClient c = ModbusClient(host="192.168.1.10", port=502)c.open()# 读取上位机控制权标志位M0.1（对应PLC寄存器地址需根据品牌调整）pc_control = c.read_coils(1, 1)[0] # 假设M0.1对应线圈地址1if pc_control: # 有权限，发送启动指令（写M2.0=1） c.write_single_coil(16, True) # M2.0对应线圈地址16 print("启动指令已发送")else: print("无控制权，当前为本地模式")c.close()
核心总结
触摸屏与上位机切换控制的核心是「逻辑互锁 + 权限独占」，优先推荐「硬件开关 + PLC 互锁」方案（可靠性最高），关键要点：
用物理开关 / 软件请求触发 PLC 的控制权标志位（M0.0/M0.1）；
PLC 所有实际输出（Y 寄存器）必须通过标志位互锁，仅允许有效侧的指令生效；
触摸屏 / 上位机的操作控件需添加「启用条件」，关联对应标志位，避免无效操作；
软件切换需增加「设备停止」约束，杜绝切换过程中误动作。
该方案适配所有品牌 PLC / 触摸屏 / 上位机，仅需修改变量地址和指令格式，核心逻辑完全通用，落地时重点做好「互锁覆盖所有输出」和「状态显示实时同步」，即可实现安全、稳定的控制权切换。
