一個連接西門子PLC設備的.net庫，搞自動化的有福了！

【導讀】推薦一個連接西門子PLC的.net庫，包括使用方法以及代碼。

前言

PLC在工業自動化領域是常用的控制器，一般在和上位機界面通訊時，經常使用組態軟件。

以西門子PLC為例，上位機可以使用西門子的WINCC。但是當面對需求比較多樣化的需求時，WINCC難以勝任。而且作為量產的標準化產品，WINCC授權的費用一筆不小的成本。

S7.Net.dll 是應用在 .NET平臺上和西門子PLC通訊的一個動態庫。大家可以到GitHub中直接去下載，或者直接搜索“S7.Net .dll”也可以找到下載的鏈接。文章后也會給出鏈接。

（一）S7Net動態庫說明

目前該動態庫支持的西門子PLC類型有S7-200,S7-300,S7-400,S7-1200和S7-1500，基本涵蓋了西門子所有的PLC產品。該庫可以直接讀寫PLC中的全局DB塊，作為通訊的接口。

下面對需要的一些函數以及數據類型做簡單說明。構造函數：cpu 為枚舉類型，代表PLC類型。ip 為PLC地址，需要和PLC組態的地址一致，同時，和通訊的PC IP地址應在同一局域網段。rack 為導軌號，slot 為插槽號，均可在博途硬件組態處獲得。

如下圖所示，ip=“192.168.0.5”。

如下圖所示，rack為0，slot為1。

public Plc(CpuType cpu, string ip, short rack, short slot); public enum CpuType {         S7200 = 0,         S7300 = 10,         S7400 = 20,         S71200 = 30,         S71500 = 40  }

獲取是否連接成功：

public bool IsConnected { get; }

連接PLC：

public void Open(); public Task OpenAsync();

該類庫提供了兩個用于PLC連接的函數，區別在于第二個為異步連接，在請求連接的過程中，不會導致線程阻塞。我個人比較喜歡第二種方式。

按位寫操作：參數db代表訪問的DB塊編號，如下圖所示UISendInt編號為3，UIReadInt編號為4。

startByteAdr是在數據塊內以字節為單位的起始地址，可以傳入0。bitAdr 為需要操作的位的偏移地址（以startByteAdr為基準），value 為寫入的值。dataType為枚舉類型，我們操作的是數據塊，傳入DataBlock。

public void WriteBit(DataType dataType, int db, int startByteAdr, int bitAdr, bool value); public enum DataType {      Counter = 28,      Timer = 29,      Input = 129,      Output = 130,      Memory = 131,      DataBlock = 132  }

按字節讀：count代表讀的字節數量。在進行按字節讀寫時，對于8位的單字節變量來說沒有任何問題。但是對于多字節比如在PLC中16位I的INT類型，需要注意大小端問題。在西門子PLC中以大端模式存儲數據，但是在Intel的X86架構的PC上，卻是以小端模式。所以，在從PLC讀取一個INT類型的變量，需要將讀取回來的字節數組高低字節調換，后面C#程序中會有詳細的實現代碼。

public byte[] ReadBytes(DataType dataType, int db, int startByteAdr, int count);

按字節寫：value代表將要傳輸的數據轉換成的字節數組，如果要操作一個INT變量，需要提前將高低字節調換，后面C#程序中會有詳細的實現代碼。

public void WriteBytes(DataType dataType, int db, int startByteAdr, byte[] value);

（二）PLC設置

實現外部程序可以訪問操作DB塊，需要對PLC部分做一些設置。首先對于要讀取或者訪問的DB塊，要將優化的塊訪問取消，默認為勾選的，選中塊右擊選擇屬性。

同時還要在硬件組態中，設置防護與安全中的連接機制。將“允許來自遠程對象的PUT/GET訪問”勾選。如下圖：

（三）C#程序

在C#上位機軟件中，對通訊類庫的函數做一個簡單的包裝，以方便我們使用。首先新建一個類S7，在項目中需要引用S7.NET，并在該類中包含命名空間。

using S7.Net;

定義一個PLC類型變量PLC，并定義該類的構造函數和析構函數：

Plc plc; public S7(S7DataType.CpuType cpuType,string ip,Int16 rack,Int16 slot) {     plc = new Plc((CpuType)cpuType,ip, rack,slot); } ~S7() {     this.plc.Close(); }

定義連接函數以及關閉函數：

public void OpenAsync() {        this.plc.OpenAsync();  } public void Close() {     this.plc.Close(); }

定義讀寫函數：之所以加lock,是因為在應用中數據通訊很有可能在不同的線程去操作，比如單獨開一個線程定時從PLC更新數據。

public byte[] PlcReadBytes(int db, int startByteAdr=0, int count=1) {       try       {           lock (this)           {               return this.plc.ReadBytes(DataType.DataBlock, db, startByteAdr, count);           }       }       catch       {           return new byte[2];       }         }    public void PlcWriteBytes(int db, byte[] value, int startByteAdr = 0） {         lock (this)         {             this.plc.WriteBytes(DataType.DataBlock, db, startByteAdr, value);         }     }  public void PlcWriteBit(int db, int bitAdr, bool value, S7DataType.DataType dataType =  S7DataType.DataType.DataBlock)  {      int temp1 = bitAdr / 8;      int temp2 = bitAdr % 8;      lock (this)      {          this.plc.WriteBit((DataType)dataType, db, temp1, temp2, value);      }  }

定義字節和Int16類型之間的轉換函數（需要進行高低字節轉換）：

public static byte[] Int16ToBytes(Int16 data)  {       byte[] temp = new byte[2];       temp[0] =(byte) (data >> 8);       temp[1] = (byte)(data);       return temp;   } public static Int16 BytesToInt16(byte[] bytes)  {       Int16 temp;       temp =(Int16)( bytes[0] << 8 | bytes[1]);       return temp;   }