基于ModbusTCP与西门子PLC通讯项目案例

迷南。 2024-02-25 07:48 29阅读 0赞

**目录**

一、西门子PLC仿真环境搭建

【1.1】创建PLC项目

【1.2】编写PLC程序

二、C\#代码编写

【2.1】窗口制作

【2.2】效果演示

【2.3】读取源码

【2.4】FrmSiemensSet源码

【2.5】Variable源码

--------------------

## 一、西门子PLC仿真环境搭建 ##

### 【1.1】创建PLC项目 ###

![8b3be266b1bb4366b534c3e75bf79955.png][]

*  搭建PLCSIM-Advacend模拟仿真

![49d8a1f683d3448495121e7014e6bf84.png][]

*  设置PLC的IP地址和PLCSIM一致

![5c6289bbae81419baf09cd43ff858eeb.png][]

*  勾选GET/PUT(如果是S7协议必须勾选)选项

![4541477e3056472c8a91d9dca794247b.png][]

*  勾选块编译时仿真

![0a0b652bf91f4beeadeb334f3b7a947e.png][]

*  创建变量用于测试，相关的DB块需要设置为去除优化访问

![af273dd34e7140ed85a7630b1777fb6b.png][]

### 【1.2】编写PLC程序 ###

**【PLC作为服务器】**

![5b1e03fedbae4e08ab7a40758f052b19.png][]

**【Modbus Poll测试】**

![76a79ecc185345209d51a6b0c2ec345e.png][]

## 二、C\#代码编写 ##

### 【2.1】窗口制作 ###

![d0b03ba98b654dcba6a016417283bfbc.png][]

### 【2.2】效果演示 ###

![7fc45516196849099c754a25faf38632.png][]

### 【2.3】读取源码 ###

using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.ComponentModel;
    using System.Data;
    using System.Drawing;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    using System.Threading;
    using System.Threading.Tasks;
    using System.Windows.Forms;
    
    using Approach.DataConvertLib;
    using Approach.ModbusTCPLib;
    
    namespace Approach.ModbusTCP
    {
        public partial class FrmSiemens : Form
        {
            /// <summary>
            /// 【字段】ModbusTCP连接对象
            /// </summary>
            private ModbusTcp _modbusTcp = new ModbusTcp();
    
            /// <summary>
            /// 【字段】ModbusTCP连接成功标识
            /// </summary>
            private bool _isConnected = false;
    
            /// <summary>
            /// 【字段】多线程取消对象
            /// </summary>
            private CancellationTokenSource _cts = null;
    
            public FrmSiemens()
            {
                InitializeComponent();
            }
    
            /// <summary>
            /// 【控件事件】建立连接
            /// </summary>
            /// <param name="sender"></param>
            /// <param name="e"></param>
            private void btn_Connect_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                // 获取UI信息
                string plcIp = txt_Ip.Text.Trim();
                int plcPort = int.Parse(txt_Port.Text.Trim());
    
                _isConnected = _modbusTcp.Connect(plcIp, plcPort);
                if (_isConnected == true)
                {
                    MessageBox.Show("与西门子PLC连接成功！", "连接提示");
                    // 开启线程(创建取消线程对象)
                    _cts = new CancellationTokenSource();
                    // 开启线程(创建线程对象)
                    Task.Run(new Action(() =>
                    {
                        PlcCommunicatin();
                    }), _cts.Token);
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("与西门子PLC连接失败！", "连接提示");
                }
            }
    
            /// <summary>
            /// 【方法】与PLC进行通信的线程方法
            /// </summary>
            private void PlcCommunicatin()
            {
                // 线程循环执行
                while(!_cts.IsCancellationRequested)
                {
                    // 通过ModbusTCP读取寄存器信息(PLC发送182字节->读取91个字)
                    byte[] readData = _modbusTcp.ReadOutputRegisters(0, 91);
                    // 读取对应的字节个数
                    if(readData != null && readData.Length == 182) // 读取成功
                    {
                        // 解析报文，跟新UI数据
                        Invoke(new Action(() => {
                            UpdateUI(readData, gb_Read);
                            UpdateUI(readData, gb_Write);
                        }));
                    }
                }
            }
    
            /// <summary>
            /// 【方法】
            /// </summary>
            /// <param name="data"> 被处理的数据字节数组 </param>
            /// <param name="conrtol"> 控件对象 </param>
            private void UpdateUI(byte[] data, Control control)
            {
                if (!control.HasChildren)
                    return;
    
                // 程序走到这里说明：Control控件中包含一个或者多个子控件
                foreach (var item in control.Controls.OfType<Label>())
                {
                    // 排除掉一些标签控件
                    if (item.Tag == null || item.Tag.ToString().Length == 0)
                        continue;
                    // 程序走到这里说明：获取的控件是需要进行操作的控件
                    Variable variable = GetVariableByTag(item.Tag.ToString());
                    if (variable != null)
                    {
                        switch (variable.ValueType)
                        {
                            case DataType.Bool:
                                {
                                    item.BackColor = BitLib.GetBitFromByteArray(data, variable.Start, variable.OffsetOrLength) == true ? Color.LimeGreen : Color.Red;
                                    break;
                                }
                            case DataType.Byte:
                                {
                                    item.Text = ByteLib.GetByteFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                               
                            case DataType.Short:
                                {
                                    item.Text = ShortLib.GetShortFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.UShort:
                                {
                                    item.Text = UShortLib.GetUShortFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.Int:
                                {
                                    item.Text = IntLib.GetIntFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.UInt:
                                {
                                    item.Text = UIntLib.GetUIntFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.Float:
                                {
                                    item.Text = FloatLib.GetFloatFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.Double:
                                {
                                    item.Text = DoubleLib.GetDoubleFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.Long:
                                {
                                    item.Text = LongLib.GetLongFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.ULong:
                                {
                                    item.Text = ULongLib.GetULongFromByteArray(data, variable.Start).ToString();
                                    break;
                                }
                            case DataType.String:
                                {
                                    item.Text = StringLib.GetSiemensStringFromByteArray(data, variable.Start, variable.OffsetOrLength);
                                    break;
                                }
                        }
                    }
                }
            }
    
            /// <summary>
            /// 【方法】解析Lable->Tag的内容，将其转换为Variable这个类
            /// </summary>
            /// <param name="tagText"></param>
            /// <returns></returns>
            private Variable GetVariableByTag(string tagText)
            {
                if (!tagText.Contains(";"))
                    return null;
    
                // 程序走到这里说明该控件Tag内容是可以解析的
                string[] values = tagText.Split(';'); // 分割字符串
                if (values.Length != 3)
                    return null;
    
                try
                {
                    return new Variable()
                    {
                        ValueType = (DataType)Convert.ToInt32(values[0]),
                        Start = Convert.ToInt32(values[1]),
                        OffsetOrLength = Convert.ToInt32(values[2])
                    };
                }
                catch (Exception)
                {
                    return null;
                }
            }
    
            /// <summary>
            /// 【控件事件】断开连接
            /// </summary>
            /// <param name="sender"></param>
            /// <param name="e"></param>
            private void btn_DisConnect_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                if (_isConnected == true)
                {
                    _modbusTcp.DisConnect();
                }
            }
    
            /// <summary>
            /// 【控件事件】双击Label控件弹出数据修改对话框
            /// </summary>
            /// <param name="sender"></param>
            /// <param name="e"></param>
            private void CommonModify_DoubleClick(object sender, EventArgs e)
            {
                if(sender is Label label)
                {
                    if (label.Tag == null || label.Tag.ToString().Length <= 0)
                        return;
    
                    // 程序走到这里说明：Label的Tag的值可以解析
                    // 获取源值
                    string srcValue = label.Text;
                    // 获取Variable对象
                    Variable variable = GetVariableByTag(label.Tag.ToString());
                    FrmSiemensSet frmSiemensSet = new FrmSiemensSet(srcValue, variable, _modbusTcp);
                    frmSiemensSet.ShowDialog();
                }
            }
        }
    }

### 【2.4】FrmSiemensSet源码 ###

using Approach.DataConvertLib;
    using Approach.ModbusTCPLib;
    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.ComponentModel;
    using System.Data;
    using System.Drawing;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    using System.Threading.Tasks;
    using System.Windows.Forms;
    
    namespace Approach.ModbusTCP
    {
        public partial class FrmSiemensSet : Form
        {
            private Variable _variable = null;
            private ModbusTcp _modbusTcp = null;
    
            public FrmSiemensSet(string srcValue, Variable variable, ModbusTcp modbusTcp)
            {
                InitializeComponent();
                lbl_SrcValue.Text = srcValue;
                lbl_ValueType.Text = variable.ValueType.ToString();
    
                _variable = variable;
                _modbusTcp = modbusTcp;
            }
    
    
    
            private void btn_Ok_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                bool bResult = false;
                try
                {
                    switch (_variable.ValueType)
                    {
                        case DataType.Short:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetSingleRegister((ushort)(_variable.Start / 2), Convert.ToInt16(txt_SetValue.Text.Trim()));
                                break;
                            }
                        case DataType.UShort:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetSingleRegister((ushort)(_variable.Start / 2), Convert.ToInt16(txt_SetValue.Text.Trim()));
                                break;
                            }
                        case DataType.Int:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromInt(Convert.ToInt32(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.UInt:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromUInt(Convert.ToUInt32(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.Float:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromFloat(Convert.ToSingle(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.Double:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromDouble(Convert.ToDouble(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.Long:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromLong(Convert.ToInt64(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.ULong:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromULong(Convert.ToUInt64(txt_SetValue.Text.Trim())));
                                break;
                            }
                        case DataType.String:
                            {
                                bResult = _modbusTcp.PreSetMultiRegisters((ushort)(_variable.Start / 2), ByteArrayLib.GetByteArrayFromSiemensString(txt_SetValue.Text.Trim()));
                                break;
                            }
                        default:
                            {
                                MessageBox.Show("不支持该数据类型写入", "参数设置");
                                return;
                            }
                    }
                }
                catch(Exception ex)
                {
                    MessageBox.Show("请检查参数数据类型是否正确：" + ex.Message, "参数设置");
                    return;
                }
    
                if (bResult == true)
                {
                    this.DialogResult = DialogResult.OK;
                }
            }
            private void btn_Cancel_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                this.DialogResult = DialogResult.Cancel;
            }
    
            private void FrmSiemensSet_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
            {
                if (e.KeyCode == Keys.Enter)
                    btn_Ok_Click(null, null);
            }
        }
    }

### 【2.5】Variable源码 ###

using Approach.DataConvertLib;
    using Microsoft.Win32;
    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    using System.Threading.Tasks;
    
    namespace Approach.ModbusTCP
    {
        /// <summary>
        /// 变量实体类封装
        /// </summary>
        public class Variable
        {
            /// <summary>
            /// 标签名称
            /// </summary>
            public string ValueName { get; set; }
    
            /// <summary>
            /// 起始字节
            /// </summary>
            public int Start { get; set; }
    
            /// <summary>
            /// 数据类型
            /// </summary>
            public DataType ValueType { get; set; }
    
            /// <summary>
            /// (位偏移)或(字符串)长度
            /// </summary>
            public int OffsetOrLength { get; set; }
    
            /// <summary>
            /// 变量实际值
            /// </summary>
            public object Value { get; set; }
        }
    }

[8b3be266b1bb4366b534c3e75bf79955.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/0f089e779122424099a1e035e2fd5dd9.png
[49d8a1f683d3448495121e7014e6bf84.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/0b82b75910a44b6eb131e35cd7e33bf2.png
[5c6289bbae81419baf09cd43ff858eeb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/97ab016ad1bd41578ae65d4a65686ea2.png
[4541477e3056472c8a91d9dca794247b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/28cd4457589b45cabcce4044eb8b7cc2.png
[0a0b652bf91f4beeadeb334f3b7a947e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/f4e30a7e86444545ac76df2f04afbb61.png
[af273dd34e7140ed85a7630b1777fb6b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/bbe7e22fad4744d7adbeedac21062d2d.png
[5b1e03fedbae4e08ab7a40758f052b19.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/a500329c9bcd43b4ba6836229ebd1a28.png
[76a79ecc185345209d51a6b0c2ec345e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/53aa59279e004b8dbc0bbbd9d82b2dab.png
[d0b03ba98b654dcba6a016417283bfbc.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/6db0d8382be04bf1a70c74a507d325ee.png
[7fc45516196849099c754a25faf38632.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/25/c5bd8abbb9f84b878fa442780fa2d9b7.png