C_Sharp作上位机与西门子PLC通讯 数据读写

C#上位机与S7-1200PLC通过OPC方式通讯---读写数据

一、OPC介绍

OPC(OLE for Process Control)工业控制和生产自动化领域中使用的硬件和软件的接口标准，以便有效地在应用和过程控制设备之间读写数据。我们在使用过程中就把它理解一套协议或者规范，主要用于工控领域。OPC中有很多规范，这里使用OPC DA规范来进行数据的读写操作。

OPC标准采用C／S模式，OPC服务器负责向OPC客户端不断的提供数据。OPC服务器包括3类对象(Object)：服务器对象(Server)、组对象(Group)和项对象(Item)。

在客户端开发时，要使用OpcServer对象来实现客户端与Opc服务器之间的连接。一个OpcServer对象下有多个OpcGroup，一个OpcGroup下有多个OpcItem，在自定义接口下的Client开发，是以Group为单位的操作，数据读写都是通过OpcGroup进行的。

二、OPC服务器连接PLC

对于OpcSever，我选用的是KEPServer来与PLC进行通讯，当然也可以使用西门子的Simatic Net。

那么KEPServer的基本原理是什么？

在C#中我们需要调用动态库Interop.OPCAutomation.dll（使用Simatic Net的话，动态链接库会不同），这个动态库可以理解为是KEPServer的一个客户端，这个客户端给我我们提供读写PLC的接口，我们通过接口调用，与KepServer服务端交互，实现PLC操作。

KEPServerEX提供的西门子SiemensTCP/IP驱动能够为用户提供一个OPC服务器接口，将西门子TCP/IP以太网设备连接到OPC客户端应用程序中。

下面以西门子S7-1200系列PLC为例，说明C#如何通过KEPServer如何与PLC通讯。（以下配置是我在测试时实际配置，大家在测试时可根据自身情况进行）

1.硬件软件配置

?博途V15（或其他）

?Visual Studio2017 .Net Framework 4.6

?KEPServerEX5

?S7-1200PLC

2.编写PLC程序

做通讯测试之前，先编写好PLC的程序，建立读取的数据和写入的数据。

PLC的IP地址：10.10.10.130

该测试案例最终实现的结果：在C#端能读取PLC的数据，也能向PLC中写入数据。写完后下载到PLC中。

程序中我用到了以下变量：（在PLC端我写了一组流水灯程序，用到了4个DO点；同时读取的两个real型数据也进行了自加处理，便于查看读取效果。）

2. KEPServer配置

这里对关键配置说明

第一步：新建通道：New Channel

l 注：①新建通道后修改通道名“Channel name”或不作修改，单击“下一步”。如下将通道名“Channel name”修改为“西门子S7-1200”。

②选择设备驱动“Device driver”，在下图的下拉列表中选择“Siemens TCP/IP Ethernet” 。

第二步：新建设备：New Device

l 注：①修改设备名称“Device name”，修改为“PLC”。

②选择设备驱动“Device driver”，在下图的下拉列表中选择“Siemens TCP/IP Ethernet”

③选择设备模型“Device model”,选择“S7-1200”。

④选择设备ID“Device ID”, 这里指的是所要连接的PLC设备的IP地址。为：10.10.10.130，则设置如下：

⑤Rack（0～7）：实际机架的位置，应该与STEP7中的对应设置一致；

⑥CPU Slot（1～31）：实际连接的PLC的CPU所在的槽位，应该与STEP7中的对应设置一致；

第三步：新建标签：New Tag

l 注：变量地址一定与PLC地址及数据类型一致！

建立好标签后如图：

测试与PLC的连接状态：

三、OPC Client端读取OPC服务器数据。

在OPCServer端配置好后，进行OPCClient端的操作。

OPC 读数有三种方式：同步、异步、订阅。OPC 写数有两种方式：同步、异步。（它们之间的区别可查阅相关资料）

采用自动化接口，OPC服务器使用的是KepserverEx.V5，采用订阅方式读取数据（属于异步读取方式），异步写入数据。

1.VS2017新建“Windows窗体应用（.NET Framework）”项目。窗体中添加Label、TextBox、Button等控件，客户端界面如图所示：

2. 新建C#工程后添加动态链接库：Interop.OPCAutomation.dll，添加命名空间：using OPCAutomation;（使用SIMATIC NET添加的命名空间不同）

3. 定义OPC相关变量

4. 建立连接对象

单击“连接OPC服务器”按钮，连接服务器

5. 设置组属性

6. 建立OPC标签集合

语法格式为：objItems.AddItems(Num, ref strItemIDs, ref lClientHandles, out lserverhandles, out lErrors, RequestedDataTypes, AccessPaths);

7.定义异步事件

8. 订阅方式读数据

void KepGroup_DataChange(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles, ref Array ItemValues, ref Array Qualities, ref Array TimeStamps)

9. 异步写数据

语法格式：

objGroup.AsyncWrite(int NumItems, ref SerHandles, ref AsyncValue_Wt, out lErrors_Wt,lTransID_Wt, out lCancelID_Wt);

void AsyncWriteComplete(int TransactionID, int NumItems, ref Array ClientHandles，ref Array Errors)

{

MessageBox.Show("数据写入成功！");

}

10. 释放资源

用完资源释放：语法格式

11. 运行C#程序。

四、通讯测试

见图片和视频，可以看到数据能成功读取和写入。