C#学习笔记9：winform上位机与西门子PLC网口通信

今日继续我的C#学习笔记，今日开始学习打开使用千兆网口来进行与西门子PLC的通信：

文章提供整体代码、解释、测试效果截图、整体测试工程下载：

主要包含的知识有：下载NuGet程序包、西门子PLC及通信协议、搭建虚拟的S7通信仿真环境、C#与西门子S7的六大通信库了解

其中搭建虚拟的S7通信仿真环境是本文最主要的部分

目录

1、NuGet程序包(xktComm类库)：

2、xktComm类库了解：

建立/断开连接的函数：

读写函数：

3、了解西门子PLC通信：

4、C#与西门子PLC的六大通信库：

5、软件搭建虚拟S7通信仿真环境：

SIEMENS官方软件下载网址：

PC虚拟接口设置：

发现报错及解决：

打开S7-PLCSIM Advanced V3.0报错NetGroup Packet Filter Driver (NPF)

安装winpcap驱动：

安装授权工具Sim_EKB_Install：

虚拟配置设置：

软件界面解释：

6、博图（TIA Portal）软件：

軟件介紹：

SIEMENS下载地址：

网盘地址（在哔哩哔哩刷到的）:

（1）PLC配置中，必须勾选允许来自远程对象的PUT/GET通信访问：

（2）如果需要访问DB块，必须将DB块属性中的优化的块访问去除：

（3）博途项目属性设置。在博途项目树中右键单击项目名称→属性，在弹出对话框的“保护”选项卡中，勾选“块编译时支持仿真”，如下图所示：

7、用到的授权软件下载网址：

8、查阅的文章资料网址贴出：

1、NuGet程序包(xktComm类库)：

在‘项目’--->‘管理NuGet程序包’里搜素 xktComm库并下载 xktComm通信类库

这样就能使用西门子PLC相关的程序函数库了，以连接PLC及读取数据等

当然这只是我在此次学习的时候选择的库，能与PLC通信的库还有其余五个，这在下文会有提到

using xktComm;

xktComm通信库的主要特点如下：
1.跨平台支特：

xktComm可以在Vindows、Linux、macOS等多个平台上使用，使用简单方便。

2.支特TCP/UDP协议：

xktComm支持TCP和UDP通信协议，用户可以根据自己的需求选择合适的协议。

3.线程安全：xktComm:

采用线程安全的设计，可以在多线程环境下使用。

4.高性能：xktComm:

采用非阻塞IO模型，提供高性能的通信能力。

5.支特多种数据类型：

xktComm支持多种数据类型的传输，包括字符串、整型、浮点型、结构体等。

6.支持特自定义协议：

xktComm支持自定义通信协议，用户可以根据自己的需求定制通信协议。

2、xktComm类库了解：

如图选中后按F12可以直接导航到定义的方法：

建立/断开连接的函数：

主要需要四个参数传入：

// 摘要:建立与PLC的连接
        // 参数:
        //   Ip:IP地址
        //   Cpu:CPU类型
        //   Rack:机架号
        //   Slot: 插槽号
        public bool Connect(string Ip, CPU_Type Cpu, int Rack, int Slot);

        // 摘要:
        //     断开连接
        public void DisConnect();

而CPU的枚举类型按F12导航可知：

namespace xktComm.Common
{
    public enum CPU_Type
    {
        S7200 = 0,
        S7200SMART = 1,
        S7300 = 10,
        S7400 = 20,
        S71200 = 21,
        S71500 = 22
    }
}

读写函数：

       
        //读单个变量
        public object Read(StoreType StoreType, int DB, int StartByteAdr, VarType VarType, int VarCount);

        //读一大串字节数组
        public byte[] ReadBytes(StoreType StoreType, int DB, int StartByteAdr, int count);

        //单写
        public bool Write(string variable, object value);

        //数组写入
        public bool WriteBytes(StoreType StoreType, int DB, int StartByteAdr, byte[] value);

3、了解西门子PLC通信：

在现代工业自动化系统中，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着核心角色，负责执行复杂的逻辑操作、过程控制、机器运动控制等任务。

作为全球领先的自动化解决方案供应商，西门子提供了一系列高性能PLC，特别是其通信能力，为实现复杂的自动化控制系统和工业4.0应用提供了坚实的基础。

如果想实现C#/.NET与西门子PLC之间的通信，首先要对西门子PLC有一定的了解：

西门子PLC目前市场上主要使用的PLC型号包括：S7-200、S7-200Smart、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500，

西门子PLC的主要存储区包括V区（在通信协议里V区即DB1）、M区、I区、Q区、DB区，其他的C区和T区，由于用得比较少，而且可以通过程序中转。

西门子PLC通信只需要IP地址和CPU类型即可，不需要端口号，因为S7协议的端口号是固定值102，之所以要选择CPU类型，是因为不同型号的CPU，握手报文是不一样的。

4、C#与西门子PLC的六大通信库：

一、S7.NET
S7.NET是一款开源的S7协议通信库，支持西门子S7通信。
二、Sharp7
Sharp7与S7.NET一样，是一款.NET版本的S7通信库。
三、Snap7
Snap7是一个开源的C++通信库，支持西门子S7通信。
四、Prodave
Prodave是官方提供的通信库，支持西门子PLC各种方式通信。
五、HslCommunication
HslCommunication是一个商业通信库，涵盖各种不同设备的通信。
六、xktComm
xktComm是一个工业通信库，涵盖西门子、欧姆龙、三菱、基恩士等PLC，也支持Modbus及OPC通信。

5、软件搭建虚拟S7通信仿真环境：

SIEMENS官方软件下载网址：

S7-PLCSIM Advanced

往下滑点这个：

没账户就点注册（QQ邮箱可以正常注册），街道名字什么都可以随便乱填，他不会管的：

之后他就会给你下载了：

然后正常安装就可以了：

由于我们貌似没有lincence，所以安装到最后一步需要选择skip lincence transfer：

最后安装成功后别忘了重启电脑：

这时打开设置，会发现多了俩虚拟网卡：

PC虚拟接口设置：

打开控制面板，搜素PG/PC接口设置：

如图设置好程序访问点（找到了双击即可）：

再将本地网卡和虚拟网卡的IP地址获取设置为自动：

管理员模式启动软件：

发现报错及解决：

打开S7-PLCSIM Advanced V3.0报错NetGroup Packet Filter Driver (NPF)

这个启动的报错在下面分俩部分解决：分别是驱动与密钥的问题：

安装winpcap驱动：

以管理员模式打开cmd，输入net start npf开启npf的时候显示服务名无效，

原因是没有安装winpcap，这里需要我们自行在网络上获取这个驱动，但我这会在文章结尾打包贴出CSDN下载网址

在安装winpcap后再以管理员模式运行cmd，输入net start npf后成功打开npf。

安装授权工具Sim_EKB_Install：

这会在文章结尾打包贴出CSDN下载网址，Automation License Manager需要这个进行授权

然后打开这个软件，根据软件版本安装需要的密钥:

先注意一下仿真软件版本：

再安装密钥：

再打开Automation License Manager查看是否有密钥：

虚拟配置设置：

最后打开仿真设置好参数(以下为仿真已经开始正常运行的界面)：

同时会有提示：

软件界面解释：

①设置仿真实例的在线访问方式，有两种：“PLCSIM”使用本地总线访问CPU实例（仅能在同一台电脑内部使用），“PLCSIM Virtual Eth. Adapter”是通过虚拟网卡，以TCP/IP协议的方式访问CPU实例。使用后者必须在安装软件时勾选NPCap（4.0版本使用，早期使用WinPCap）；
②用来设置TCP/IP的通信方式，有本地和以太网两种。如果是在两台电脑之间实现仿真，需选择<以太网>；
③调整虚拟时间：通过调整该参数，可防止仿真实例因扫描周期超时而停机；
④严格的运动时间。当勾选时，将对运动控制组织块（Motion OB）缓冲区溢出进行检测，运动控制器伺服时钟与PLC周期同步，确保与硬件PLC类似的功能；若不勾选，则不检测缓冲区溢出。这种情况下仿真实例不会因缓冲区溢出而切换到停机状态，可提高仿真性能，但可能不精确；
⑤创建S7-1500仿真实例：包括实例的名称、IP地址、子网掩码、网关及CPU的型号（如下图）。当创建完成后，下次使用时，无需再次输入；
⑥PLC实例运行状态区；
⑦辅助功能区，其中“虚拟SMC卡”可打开文件夹，创建的仿真实例存放于此。若某个实例不需要时可直接删除；还可打开功能手册查看详细介绍；