C# 实现西门子S7系列 PLC 数据管理工具

前言

工业自动化领域，可编程逻辑控制器（PLC）是实现复杂控制系统的核心组件。西门子 S7 系列 PLC 以其卓越的性能和可靠性，广泛应用于各种工业场景中。

然而，管理和维护这些 PLC 的数据往往是一项复杂且耗时的任务，尤其是在面对多个设备和大量数据的情况下。

推荐一款基于 .NET 平台的西门子 S7 系列 PLC 数据管理工具。该工具帮助大家更方便地读取、写入和管理 PLC 中的数据，从而减少手动操作的时间和错误率。

项目介绍

西门子S7系列PLC数据简单管理工具。

使用s7netplus库进行数据操作。

GitHub：github.com/S7NetPlus/s...

该项目使用了S7netplus v0.9.0版本，其IsAvailable属性调用了Connect方法，这就相当于重新建立了连接，使得原来的连接失效。

在对PLC在线检测的时候，可能会用到IsAvailable属性，但是这个属性在S7netplus v0.9.0版本中并不能让人放心使用。

1、问题所在

通过查看S7netplus v0.9.0的源码，可以得知在IsAvailable属性中调用了Connect方法，这就相当于重新建立了连接，使得原来的连接失效。在代码中含有"TODO: Fix This"的注释，可见源码也认为这样写代码不妥。

csharp 复制代码

/// <summary>
/// Returns true if a connection to the PLC can be established
/// </summary>
publicbool IsAvailable
{
    //TODO: Fix This
    get
    {
        try
        {
            OpenAsync().GetAwaiter().GetResult();
            returntrue;
        }
        catch
        {
            returnfalse;
        }
    }
}

2、问题解决

在旧版本（S7netplus v0.1.9 2018/5/14）的源码中，是通过Socket连接来验证PLC是否可用的，如下所示。

csharp 复制代码

/// <summary>
/// Returns true if a connection to the plc can be established
/// </summary>
publicbool IsAvailable
{
    get
    {

#if NETFX_CORE
        return (!string.IsNullOrWhiteSpace(IP));
#else
        using (var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp))
        {
            return Connect(socket) == ErrorCode.NoError;
        }
#endif
    }
}

根据这个版本的IsAvailable属性的实现代码，可以在S7netplus v0.9.0的基础上自己封装相同作用的IsAvailable属性代码，以解决当前版本的问题。

csharp 复制代码

/// <summary>
/// PLC连接是否可用
/// <remarks>PLC初始化以后才有连接意义，返回ping结果</remarks>
/// <remarks>该版本中Plc的IsAvailable属性等价于Open，因此不能在连接后使用该属性</remarks>
/// </summary>
publicbool IsAvailable
{
    get
    {
        if (_plc == null || string.IsNullOrWhiteSpace(_plc.IP))
        {
            returnfalse;
        }

        using (var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp))
        {
            string errorMessage;
            var ret = Connect(socket, _plc.IP, _plc.Port, out errorMessage) == ErrorCode.NoError;
            if (!ret)
            {
                LastErrorMsg = errorMessage;
            }

            return ret;
        }
    }
}

ini 复制代码

/// <summary>
/// 连接Socket
/// </summary>
/// <param name="socket">socket对象</param>
/// <param name="ip">IP地址</param>
/// <param name="port">端口</param>
/// <param name="errorMessage">错误信息</param>
/// <returns>连接状态码</returns>
private static ErrorCode Connect(Socket socket, string ip, int port, out string errorMessage)
{
    var errorCode = ErrorCode.NoError;
    errorMessage = string.Empty;

    try
    {
        var server = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port);
        socket.Connect(server);
        return errorCode;
    }
    catch (SocketException sex)
    {
        // see https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms740668(v=vs.85).aspx
        errorCode = sex.SocketErrorCode == SocketError.TimedOut
            ? ErrorCode.IPAddressNotAvailable
            : ErrorCode.ConnectionError;
        errorMessage = sex.Message;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        errorCode = ErrorCode.ConnectionError;
        errorMessage = ex.Message;
    }

    return errorCode;
}

3、问题延申

在上面实现的IsAvailable属性代码中，使用Socket连接的方法固然能够实现PLC的连接测试，但是要想控制连接超时时间就不容易了，这里主要解决超时时间的问题。

C#中有Ping对象，可以直接通过IP来和目标机器进行连接，也能够设置超时时间，因此是个不错的选择。需要注意的是，这个方法并不能判断指定端口是否打开，因此只能在PLC建立连接之后使用。

csharp 复制代码

/// <summary>
/// 使用ping判断PLC是否在线
/// <remarks>这个方法不能测试端口是否开放</remarks>
/// </summary>
publicbool IsPlcOnline
{
    get
    {
        if (_plc == null || string.IsNullOrWhiteSpace(_plc.IP))
        {
            returnfalse;
        }

        return PingPlc(_plc.IP);
    }
}

/// <summary>
/// 对PLC进行ping操作
/// </summary>
/// <param name="ip">IP地址</param>
/// <returns>是否可以ping通</returns>
private static bool PingPlc(string ip)
{
    var ping = new Ping();
    var reply = ping.Send(ip, 1000);
    return reply != null && reply.Status == IPStatus.Success;
}