C# 讀寫歐姆龍（Omron）PLC ，C#使用Fins-tcp協議讀寫數據

 

本文將使用一個gitHub開源的組件技術來讀寫西門子plc數據，使用的是基於以太網的TCP/IP實現，不需要額外的組件，讀取操作只要放到后台線程就不會卡死線程，本組件支持超級方便的高性能讀寫操作

github地址：https://github.com/dathlin/HslCommunication 如果喜歡可以star或是fork，還可以打賞支持。

聯系作者及加群方式（激活碼在群里發放）：http://www.hslcommunication.cn/Cooperation

 

在Visual Studio 中的NuGet管理器中可以下載安裝，也可以直接在NuGet控制台輸入下面的指令安裝

Install-Package HslCommunication

 如果需要教程：Nuget安裝教程：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7705014.html

 

組件的完整信息和其他API介紹參照：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7703805.html   組件的授權協議，更新日志，都在該頁面里面。

 

本文將展示如何配置網絡參數及怎樣使用代碼來訪問PLC數據，希望給有需要的人解決一些實際問題。主要對西門子PLC的M，Q，I，DB塊的數據讀寫，親測有效。

此處使用了網線直接的方式，如果PLC接進了局域網，就可以進行遠程讀寫了^_^

此處使用到了2個命名空間：

using HslCommunication;
using HslCommunication.Profinet.Omron;

 

 

隨便聊聊

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當我們一個上位機需要讀取100台西門子PLC設備（此處只是舉個例子，凡是都是使用Modbus tcp的都是一樣的）的時候，你采用服務器主動去請求100台設備的機制對性能來說是個極大的考驗，如果開100個線程去輪詢100台設備，那么性能損失將是非常大的，更不用說再增加設備，如果搭建Modbus tcp服務器，就可以完美的解決性能問題，因為連接的壓力將會平均分攤給每一台PLC，服務器端只要新增一個時間戳就可以知道客戶端有沒有連接上。

我們在100台PLC里都增加發送Modbus tcp方法，將數據發送到服務器的ip和端口上去，服務器根據站號來區分設備。這樣就可以搭建一個高性能總站。 本組件支持快速搭建一個高性能的Modbus tcp總站。

http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7782315.html

 

關於兩種模式

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本組件所提供的所有客戶端類，包括三菱，西門子，歐姆龍，modbus-tcp，以及SimplifyNet都是繼承自雙模式基類，雙模式包含了短連接和長連接，下面就具體介紹下兩個模式的區別

短連接：每次讀寫都是一個單獨的請求，請求完畢也就關閉了，如果服務器的端口僅僅支持單連接，那么關閉后這個端口可以被其他連接復用，但是在頻繁的網絡請求下，容易發生異常，會有其他的請求不成功，尤其是多線程的情況下。

長連接：創建一個公用的連接通道，所有的讀寫請求都利用這個通道來完成，這樣的話，讀寫性能更快速，即時多線程調用也不會影響，內部有同步機制。如果服務器的端口僅僅支持單連接，那么這個端口就被占用了，比如三菱的端口機制，西門子的Modbus tcp端口機制也是這樣的。以下代碼默認使用長連接，性能更高，還支持多線程同步。

在短連接的模式下，每次請求都是單獨的訪問，所以沒有重連的困擾，在長連接的模式下，如果本次請求失敗了，在下次請求的時候，會自動重新連接服務器，直到請求成功為止。另外，盡量所有的讀寫都對結果的成功進行判斷。

 

關於日志記錄

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不管是三菱的數據訪問類，還是西門子的，還是Modbus tcp訪問類，都有一個LogNet屬性用來記錄日志，該屬性是一個接口類，ILogNet，凡事繼承該接口的都可以用來記錄日志，該日志會在訪問失敗時，尤其是因為網絡的原因導致訪問失敗時會進行日志記錄（如果你為這個 LogNet 屬性配置了真實的日志記錄器的話）：如果你想使用該記錄日志的功能，請參照如下的博客進行實例化：

http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7691693.html

舉個例子:

omronFinsNet.LogNet = new HslCommunication.LogNet.LogNetSingle( "omron.log.txt" );

 

 

關於通訊的說明

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使用FINS-TCP協議實現數據交互，如果在測試的過程中，發現寫入失敗的話，有可能是因為PLC側進行了寫保護操作。

 

訪問測試項目

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在上述的github源代碼里有個測試項目，HslCommunicationDemo，里面包含了各種客戶端的Demo項目，不需要編寫任何的代碼就可以測試數據的訪問了。

下載地址為：HslCommunicationDemo.zip

 

演示項目

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下面的三篇演示了具體如何去訪問PLC的數據，我們在訪問完成后，通常需要進行處理，以下的示例項目就演示了后台從PLC讀取數據后，前台顯示並推送給所有在線客戶端的功能，客戶端並進行圖形化顯示，具有一定的參考意義，項目地址為：

https://github.com/dathlin/RemoteMonitor

下面的圖片示例中的左邊程序就是服務器程序，它應該和PLC直接連接並接入局域網，然后把數據推送給客戶端顯示。注意：一個復雜高級的程序就應該把處理邏輯程序和界面程序分開，比如這里的服務器程序實現數據采集，推送，存儲。讓客戶端程序去實現數據的整理，分析，顯示，這樣即使客戶端程序因為BUG奔潰，服務器端仍然可以正常的工作。

演示項目使用的西門子訪問，可以方便的改成歐姆龍的項目

 

地址支持

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支持地址及示例如下：

• DM區  D100
• CIO區 C100
• WR區 W100
• HR區 H100
• AR區 A100

 

特別感謝

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• 感謝 酒罷舞 對本組件的測試
• 感謝 一貝水 對本組件的測試

 

 

實例化

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private OmronFinsNet omronFinsNet = new OmronFinsNet( "192.168.0.100", 6000 );

 

在連接服務器前需要設置三個參數，PLC的單元號，PLC的網絡節點，PC的網絡節點，如下是舉例，你需要根據實際情況來填寫。

            omronFinsNet.SA1 = 0x20; // PC網絡號，PC的IP地址的最后一個數
            omronFinsNet.DA1 = 0x10; // PLC網絡號，PLC的IP地址的最后一個數
            omronFinsNet.DA2 = 0x00; // PLC單元號，通常為0

 

 

 

連接服務器，也可以放在窗口的Load方法中，一般建議使用長連接，速度更快，又是線程安全的（調用下面的方法就是使用了長連接，如果不連接直接讀取數據，那就是短連接）：

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            try
            {
                OperateResult connect = omronFinsNet.ConnectServer( ); 
                if (connect.IsSuccess)
                {
                    MessageBox.Show( "連接成功！" );
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show( "連接失敗！" );
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show( ex.Message );
            }

 

 

斷開連接，也就是關閉了長連接，如果再去請求數據，就變成了短連接

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omronFinsNet.ConnectClose( );

 

下面就演示一些簡單的數據操作，省去了對結果是否成功的驗證，所有的讀寫結果都是OperateResult類型及派生類型，都有一個IsSuccess屬性來判斷成功與否

            // 讀取操作，這里的D100可以替換成C100,A100,W100,H100效果時一樣的
            bool D100_7 = omronFinsNet.ReadBool( "D100.7" ).Content;  // 讀取D100.7是否通斷，注意D100.0等同於D100
            short short_D100 = omronFinsNet.ReadInt16( "D100" ).Content; // 讀取D100組成的字
            ushort ushort_D100 = omronFinsNet.ReadUInt16( "D100" ).Content; // 讀取D100組成的無符號的值
            int int_D100 = omronFinsNet.ReadInt32( "D100" ).Content;         // 讀取D100-D101組成的有符號的數據
            uint uint_D100 = omronFinsNet.ReadUInt32( "D100" ).Content;      // 讀取D100-D101組成的無符號的值
            float float_D100 = omronFinsNet.ReadFloat( "D100" ).Content;   // 讀取D100-D101組成的單精度值
            long long_D100 = omronFinsNet.ReadInt64( "D100" ).Content;      // 讀取D100-D103組成的大數據值
            ulong ulong_D100 = omronFinsNet.ReadUInt64( "D100" ).Content;   // 讀取D100-D103組成的無符號大數據
            double double_D100 = omronFinsNet.ReadDouble( "D100" ).Content; // 讀取D100-D103組成的雙精度值
            string str_D100 = omronFinsNet.ReadString( "D100", 5 ).Content;// 讀取D100-D104組成的ASCII字符串數據

            // 寫入操作，這里的D100可以替換成C100,A100,W100,H100效果時一樣的
            omronFinsNet.Write( "D100", (byte)0x33 );            // 寫單個字節
            omronFinsNet.Write( "D100", (short)12345 );          // 寫雙字節有符號
            omronFinsNet.Write( "D100", (ushort)45678 );         // 寫雙字節無符號
            omronFinsNet.Write( "D100", (uint)3456789123 );      // 寫雙字無符號
            omronFinsNet.Write( "D100", 123.456f );              // 寫單精度
            omronFinsNet.Write( "D100", 1234556434534545L );     // 寫大整數有符號
            omronFinsNet.Write( "D100", 523434234234343UL );     // 寫大整數無符號
            omronFinsNet.Write( "D100", 123.456d );              // 寫雙精度
            omronFinsNet.Write( "D100", "K123456789" );// 寫ASCII字符串

 

 

下面說明復雜的數據操作，以及批量化的數據操作，例如讀取D100-D105

            OperateResult<byte[]> read = omronFinsNet.Read( "D100", 5 );
            {
                if (read.IsSuccess)
                {
                    // 此處需要根據實際的情況來自定義來處理復雜的數據
                    short D100 = omronFinsNet.ByteTransform.TransInt16( read.Content, 0 );
                    short D101 = omronFinsNet.ByteTransform.TransInt16( read.Content, 2 );
                    short D102 = omronFinsNet.ByteTransform.TransInt16( read.Content, 4 );
                    short D103 = omronFinsNet.ByteTransform.TransInt16( read.Content, 6 );
                    short D104 = omronFinsNet.ByteTransform.TransInt16( read.Content, 7 );
                }
                else
                {
                    // 發生了異常
                }
            }

 

 

寫入也是一樣的，可以反着來操作。

 

如果想實現自定義的數據類型，需要繼承一個接口

public class UserType : HslCommunication.IDataTransfer
{
    #region IDataTransfer

    private HslCommunication.Core.IByteTransform ByteTransform = new HslCommunication.Core.ReverseWordTransform( );


    public ushort ReadCount => 20;

    public void ParseSource( byte[] Content )
    {
        int count = ByteTransform.TransInt32( Content, 0 );
        float temp = ByteTransform.TransSingle( Content, 4 );
        short name1 = ByteTransform.TransInt16( Content, 8 );
        string barcode = Encoding.ASCII.GetString( Content, 10, 10 );
    }

    public byte[] ToSource( )
    {
        byte[] buffer = new byte[20];
        ByteTransform.TransByte( count ).CopyTo( buffer, 0 );
        ByteTransform.TransByte( temp ).CopyTo( buffer, 4 );
        ByteTransform.TransByte( name1 ).CopyTo( buffer, 8 );
        Encoding.ASCII.GetBytes( barcode ).CopyTo( buffer, 10 );
        return buffer;
    }


    #endregion


    #region Public Data

    public int count { get; set; }

    public float temp { get; set; }

    public short name1 { get; set; }

    public string barcode { get; set; }

    #endregion
}

　　這樣我們就是可以實現特殊數據的讀寫了

OperateResult<UserType> read = omronFinsNet.ReadCustomer<UserType>( "M100" );
if (read.IsSuccess)
{
    UserType value = read.Content;
}
// write value
omronFinsNet.WriteCustomer( "M100", new UserType( ) );

 

 

究極數據的讀取：

此處提供一個核心的報文讀取機制，你可以自己傳入自己的報文，然后接收服務器的報文，再自己解析操作，可以根據報文格式實現任意的操作，當然，前提是需要報文支持。假設我要實現讀取D0，D1，那么最終的報文為

46494E530000001A000000020000000080000200210000C000000101820000000002

        private void userButton23_Click_1(object sender, EventArgs e)
        {
            byte[] buffer = HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.HexStringToBytes(
                "46494E530000001A000000020000000080000200210000C000000101820000000002");
            OperateResult<byte[]> operate = omronFinsNet.ReadFromServerCore(buffer);
            if (operate.IsSuccess)
            {
                // 顯示服務器返回的報文
                TextBoxAppendStringLine(HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.ByteToHexString(operate.Content));
            }
            else
            {
                // 顯示網絡錯誤
                MessageBox.Show(operate.ToMessageShowString());
            }
        }

 

更詳細的信息，可以參照源代碼里面的測試項目。

 

 

創作不易，感謝打賞

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