＜.Net＞VisaulStudio2022下用VB.net实现socket与汇川PLC进行通讯案例（Eazy521）

前言
此前，我写过一个VB.net环境下与西门子PLC通讯案例的博文：
VisaulStudio2022下用VB.net实现socket与西门子PLC进行通讯案例（优化版）
最近项目上会用到汇川PLC比较多，正好有个项目有上位机通讯需求，于是就自己这边先测试了一下汇川PLC和上位机通过socket进行数据通讯。

配置：
平台：windows
工具：visual studio 2022
语言：VB.net
通讯协议：socket
PLC型号：汇川Eazy521系列
固件版本：6.1.2.0
PLC软件：汇川Autoshop V4.8.2.4

其实，与PLC进行通讯来说，上位机侧的程序几乎不用改变，主要是PLC端的使用有些不同，像西门子、信捷的PLC，在进行socket通讯时，虽然使用协议都是一样的，但不同厂家，其编程指令和PLC程序写出来是不一致的，其中还涉及数据类型的转换。

本篇将侧重于介绍汇川PLC这边的设置及编程，上位机将在之前的基础上稍作修改。

一、PLC侧设置

汇川PLC进行socket协议通讯的指令，在它的工具箱-通讯指令-以太网指令下：
在这里插入图片描述
大致介绍下指令：
1、TCP_listen：PLC作为服务器端时，监听客户端指令
2、TCP_accept：PLC作为服务器端时，在开启了监听模式后，用于监测客户端的连接指令。如果检测到有客户端请求连接，则会产生一个connected_socket,并存储在队列里，这个connected_socket就是客户端的请求，后面的收发数据，都用它进行。
3、TCP_connect：PLC作为客户端时，与服务器连接的指令。
4、TCP_receive:当连接成功建立后，使用此指令从远程设备接收数据。
5、TCP_send：同上，发送数据。
6、TCP_close：用于关闭监听或者连接。

下面，以PLC作为服务器端为例，来说明一下指令具体如何使用：

1、TCP_listen：

在这里插入图片描述
如上图，这个指令的触发位Execute，其实使用上升沿脉冲即可，当触发后，Active位会变成ON。
其中，左侧的socket接口，根据汇川官方文档，是应该填写sSocekt数据类型的,详细如下：

但是目前Autoshop软件中目前还不支持自定义这种数据类型，所以要用INT[20]数组来代替，实例中如下：
在这里插入图片描述
port接口是填写本地端口后，可以直接填写常数，如2000，在PLC中表示为K2000，即十进制2000。也可以使用变量，只要将数据类型设置为DINT即可。但官方文档有提示，尽量不要使用特殊端口号，如502。
至于右侧的其他状态位如buzy，error，errorid，只要监控指令运行状态的，按照数据类型，分配个变量就行了，后面的其他指令，都会有这些变量，就不再多做说明。

2、TCP_accept：

在这里插入图片描述
当监听开启后，就需要用accept来监测客户端的连接请求。
如上图，这个指令左侧有一个ListeningSocket参数，这里填写和TCP_listen指令一样的数据即可。
其右侧有一个Connected位，如果客户端发起了连接请求，且无故障，那么这个位将会变为ON。同时，右侧还有一个Connected_socket参数，这个参数也是sSocket类型，此处也是用INT[20]数组来代替。但要注意，这个和TCP_listen不能是同一个，这个相当于是服务器端监听到了客户端，产生的客户端反馈。
accept指令可以多次使用，以接收多个客户端的连接。本例只按照一个客户端连说明。

3、TCP_receive：

在这里插入图片描述
此指令用于接收远程设备（本例中就是客户端）发送的数据，其左侧接口有一个Socket参数，此处填写前面accept指令右侧的Connected_socket一样的数据即可。
接着是Buffer，即数据接收过来，存放在哪里？
你可以自己新建一个buffer区，buffer区是一个连续数组，汇川PLC支持两种数据类型：
INT[0…n]或者Byte[0…n]，使用哪种看自己需要，一般常用byte即可。
接下来是Size参数，因为我们不一定需要所有发送过来的数据，所以可设置接收数据长度，但要注意，Size的值不能超过buffer区的大小。
右侧参数，done代表指令接收完成，可以使用这个状态位来编写一些逻辑程序，如数据传送等。
还有一个ReceivedSize参数，表示实际接收的数据长度，虽然设置了数据接收长度，但发过来的数据可能小于设置值，比如设置了10字节，但发送过来的只有2个字节，这个长度就是实际长度，会显示在ReceivedSize中。

4、TCP_send：

在这里插入图片描述
此指令用于发送数据，与TCP_receive指令类似，其左侧的Socket参数，填写accept指令右侧的Connected_socket一样的参数。
buffer填写自定义的发送数据缓冲区，Size为发送长度，右侧的sentsize标识实际发送的数据长度。

5、TCP_close：

在这里插入图片描述
关闭指令非常简单，用于关闭socket连接，但要注意，本例是将PLC作为服务器端，所以关闭连接时，除了要关闭服务器的监听socket，还需要关闭客户端的请求socket（假如已成功建立连接）。

以上就是汇川PLC端的程序编写，汇川的官方文档也给了示例，但实际使用时，会涉及数据转换问题，这里提一个注意点：
我这边使用时，需要在PLC这边将浮点数（32位）发送到上位机，但我们在前面说了，TCP_send的buffer区只能是Byte[]或者INT[]这两种，所以，就需要将浮点数先转为整数类型或者字节类型。
但是，如果你直接使用汇川的INT或者DINT这个指令，它会将浮点数转换为四舍五入后的整数，并不是真正的无损转换。
我在指令文档找了半天，才发现汇川要实现将浮点数完全转换为字节，需要使用MCPY这个指令。
官方解释：

该指令是较为高阶的应用，需谨慎使用！
该指令是数据复制操作，数据本身无变化，可以实现内存复制拷贝；如果使用巧妙，可以实现类型变换的操
作。
n是待复制的数据的长度，以字节为单位，比如，两个16位数据赋值给一个32位数据，n=4；把两个32位整
数，复制给同样大小的结构体或16位整数数组，n=8；
当操作数S或D为位元件时，位元件的地址必须按字节对齐，否则会发生寻址错误；例如，MCPY M1 M15
K1，会报“无效变量地址，访问的变量不存在”错误。

实际应用：
在这里插入图片描述
这样转换后的数据，在通过socket发送到上位机后，上位机端使用字节转浮点指令，如python中可以使用：

data_float=struct.unpack('f',datarecv[0:4])[0]

转换后和PLC发送的数据是一致的。

二、上位机侧程序

在这里插入图片描述
上位机侧采用的是VB.net语言编写，其中socket通讯方面使用的是System.Net.Sockets库，直接导入即可：

Imports System.Net.Sockets

说一下几个关键步骤：
1、socket连接

   Private Sub socket_client_connect()        

       Try
           ip = IPAddress.Parse(TextBox1.Text)
           port = Integer.Parse(TextBox2.Text)
           ipe = New IPEndPoint(ip, port)
           soc_client.Connect(ipe)
           Console.WriteLine("connect ok")
           If soc_client.Connected Then

               '如果连接成功，状态变为绿色
               huayuan(PictureBox1, Color.LimeGreen)


               '如果连接成功，则启动数据接收，为了防止阻塞线程，采用新线程
               Dim th1 As New Thread(AddressOf socket_client_recvievedata)  '多线程
               th1.Start()                               '线程启动，防止socket阻塞

           End If

       Catch ex As Exception

           Console.WriteLine(ex.Message)
           MsgBox(ex.Message + vbCrLf +
                  "请检查IP设置或目标PLC是否保持通讯正常？",
                  MsgBoxStyle.OkOnly, "tips!")

       End Try

   End Sub

使用socket.connect()函数向服务器发送连接请求，可以使用socket.connected状态位来判断连接是否成功。

2、socket接收

 Private Sub socket_client_recvievedata()  

     '定义接收区字节数组
     Dim recbyt(1024) As Byte

     '循环接收
     While True

         Try
             Dim reclength = soc_client.Receive(recbyt, 200, SocketFlags.None)
             'recvdata = Encoding.GetEncoding("gb2312").GetString(recbyt)

             Dim tt1 As Test_data
             'recvdata = Encoding.ASCII.GetString(recbyt, 0, 30)

             '以下是对所接收的所有数据进行解析，可以根据实际情况变化
             '下面的仅作为参考
             'ax1.axis_status = BitConverter.ToInt16(recbyt, 0)
             'ax1.axis_xunhuanmoshi = BitConverter.ToInt16(recbyt, 2)
             'ax1.axis_runing = BitConverter.ToInt16(recbyt, 4)
             'ax1.axis_error = BitConverter.ToInt16(recbyt, 6)

             Console.WriteLine(reclength.ToString())

             'tt1.test1 = Encoding.GetEncoding("utf-8").GetString(recbyt)
             'tt1.test2 = Encoding.GetEncoding("utf-8").GetString(recbyt)
             tt1.temp_float1 = BitConverter.ToSingle(recbyt, 0)

             'Console.WriteLine(recdata1)

             '将解析的数据通过委托的方式传递给主线程，以更新主线程的UI
             Dim socket_invoke_1 As New socket_invoke(AddressOf socket_recv_data_invoke)

             Me.Invoke(socket_invoke_1, tt1)

         Catch ex As Exception
             Exit Sub
             MsgBox(ex.Message, MsgBoxStyle.OkOnly, "tips!")

         End Try


     End While

 End Sub

接收数据使用socket.receive()，为了循环接收，可以使用while指令，但是如果直接使用，会阻塞主线程即UI，所以最好在新线程中使用。注意上述代码中的后面几行：

'将解析的数据通过委托的方式传递给主线程，以更新主线程的UI
Dim socket_invoke_1 As New socket_invoke(AddressOf socket_recv_data_invoke) 

Me.Invoke(socket_invoke_1, tt1)

此处采用的是.Net中的委托，即为了不阻塞主线程，我们采用委托的形式，将socket循环接收的数据发送给UI，这样既可以传送数据，又不会阻塞线程。

3、socket发送数据
发送数据则非常简单，使用socket.send()即可。

  Private Sub socket_client_senddata()   

      Try

          If soc_client.Connected Then

              soc_client.Send(sendbytes_client, 200, SocketFlags.None)

          End If
      Catch ex As Exception

          MsgBox(ex.Message, MsgBoxStyle.YesNoCancel, "tips!")

      End Try

  End Sub