C#读取西门子S7系列PLC(番外)

西家支持与服务 · 发表于 2024-8-20 10:27:50

在之前的系列文章中，介绍了如何使用Sharp7这个库，连接西门子plc，并将读取上的数据转换成modbus协议。

C#读取西门子S7系列PLC

这么做的原因是，plc和我们的服务器不通，但是上位机和服务器通，把这个小软件放在上位机上，通过软件把plc数据采集上来，然后让服务器通过上位机的modbusTcp协议采集。

当然还有别的形式：

通过上位机的opc da 形式，配置opc dcom，远程采集，但是这种方式不稳定
在上位机上用一个 opc转modbus的小软件，同样的进行数据转发
上位机自带opcua的话，通过opcua连接，如FameView ，易控，力控
上位机自带modbus的话，通过modbus连接，如FameView
在上位机上装一个kepServer，为所欲为

opc转modbus , kepServer的使用，前面的文章都有介绍，不再赘述。

KEPServer与OPCUA

OPCDA转ModbusTCP (二)

今天还是接着讲这个s7转modbus小软件，补充一下代码细节。

代码思路

1、在导入点表的时候就把每个点位的信息给梳理好

这个点位属于哪个区域(I 、Q、V、M、DB)

根据数据类型判断它占用几个字节，word/short2个字节，float4个字节，double8个字节
根据地址判断它在对应区域的起始位置
如果是开关量，再记录一下它的位置索引(offset)

如上图这个点，DB10.DBW212，对应的各种参数如框所示。

2、按照分区统计每个区域的点表，DB块也按块分类

3、通过对应的函数去读取该区域的数据

借助上面统计出来的起始地址和字节长度，调用sharp7的方法

4、sharp7内部对 byte[] 对象进行了方法扩展，可以直接对读出来的字节数据结果进行按index和类型取数据

bug修复

主要思路就是上面列的，在项目上跑了一年，也没出过什么大问题。

只是其中读取的时候有个隐患，每次读取的字节不能超过 PduSize，不然会报错，"0x00900000:CPU: Address out of range"

西门子PLC的PDU大小是和CPU息息相关的，一般会有240、480、960三个档次，知道PDU之后，那么一次性读取的字节长度，就是在PDU的基础上减去18，这个18是指包头包尾会有18个字节，这样我们就知道了一般的PLC，一次性能读取222个字节（240-18=222），但是对于S7-1516这样的PLC，我们一次性是可以读取942个字节的（960-18=942），这个一次性能读取的字节越长，越能提高上位机的通信效率。

也就是说，我们在读数据之前，需要获取一下当前协商的Pdu大小，然后减去18，得到的结果就是单次读取的最大字节数，如果我们算出来的字节数比这个大，就得拆分成段，分开去读。
public Result<byte[]> ReadMultiVar(S7Tag s7tag)
{
//s7tag.DBNumber;  DB号,V区是1 其他非DB区会自动忽略
//s7tag.Elements;  要读取的长度
//s7tag.Start;    读取起始地址
//s7tag.WordLen; 枚举类型 S7WordLength
//s7tag.Area;    I区PE Q区PA M区MK V区DB1

var result = new Result<byte[]>();

byte[] buffer = new byte[s7tag.Elements];//长度超过PDU会报错

int chunkSize = PduSize - 18; //去掉帧头帧尾
int totalBytesRead = 0;

while (totalBytesRead < s7tag.Elements)
{
      int remainingBytes = s7tag.Elements - totalBytesRead;
      int currentChunkSize = Math.Min(remainingBytes, chunkSize);

      S7MultiVar reader = new S7MultiVar(client);
      byte[] chunkBuffer = new byte[currentChunkSize];

      // Adjust the start address based on the totalBytesRead
      S7Tag chunkTag = new S7Tag()
      {
         Area = s7tag.Area,
         DBNumber = s7tag.DBNumber,
         Start = s7tag.Start + totalBytesRead,
         Elements = currentChunkSize,
         WordLen = s7tag.WordLen
      };

      reader.Add(chunkTag, ref chunkBuffer);

      int resCode = reader.Read();
      if (resCode != 0)
      {
         result.IsSucceed = false;
         result.ErrCode = resCode;
         result.Err = $"ReadMultiVar chunk读取出错: 0x{resCode.ToString("X8")}:{client.ErrorText(resCode)}";
         //break;
      }

      // Copy the chunkBuffer into the result buffer
      Array.Copy(chunkBuffer, 0, buffer, totalBytesRead, currentChunkSize);

      totalBytesRead += currentChunkSize;
}

result.Value = buffer;

return result.EndTime();
}
这种代码在很多大佬的socket 通讯中很常见，就是拆分字节数组分批次通讯，start 和 size对应变更，最后Array.Copy到最终的结果里。

结语

有兴趣的小伙伴可以留言一起学习哈。

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