C# 上位机与台达 PLC 通过 Modbus TCP 通信开发实践及 Halcon 视觉检测融合

C#上位机与台达PLC通信，modbus TCP协议。 1.真实使用项目，该程序框架完整，适合在此基础上开发项目。 2.使用VS2019开发。 3.项目还涉及到halcon视觉检测功能。

最近在实际项目中完成了一个颇为有趣且具有实用价值的开发，用 C# 打造上位机与台达 PLC 进行通信，采用的是 Modbus TCP 协议，同时还融入了 Halcon 视觉检测功能。这里就跟大家分享一下整个开发过程，此程序框架完整，非常适合在这个基础上进行相关项目的二次开发。

开发环境：VS2019

选择 VS2019 作为开发工具，是因为它功能强大且对 C# 开发的支持十分友好。安装好 VS2019 后，创建一个新的 C# Windows 应用程序项目，这就是我们整个上位机程序的基础框架。

Modbus TCP 通信实现

引入相关库

在 C# 中实现 Modbus TCP 通信，我们需要引入 Modbus.Device 相关的库。可以通过 NuGet 包管理器来安装，非常方便。在解决方案资源管理器中，右键点击项目，选择"管理 NuGet 包"，然后搜索 Modbus.Device 并安装。

连接 PLC

csharp 复制代码

using System;
using System.Net.Sockets;
using Modbus.Device;

namespace PlcCommunication
{
    class PlcConnector
    {
        private TcpClient client;
        private ModbusIpMaster master;

        public void Connect(string ip, int port)
        {
            try
            {
                client = new TcpClient(ip, port);
                master = ModbusIpMaster.CreateIp(client);
                Console.WriteLine("Connected to PLC successfully!");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"Connection failed: {ex.Message}");
            }
        }

        public void Disconnect()
        {
            if (master!= null)
            {
                master.Dispose();
            }
            if (client!= null)
            {
                client.Close();
            }
            Console.WriteLine("Disconnected from PLC.");
        }
    }
}

在这段代码中，我们定义了一个 PlcConnector 类。Connect 方法接受 PLC 的 IP 地址和端口号作为参数，尝试建立 TCP 连接并创建 ModbusIpMaster 对象。如果连接成功，会在控制台输出成功信息；若失败，则输出错误信息。Disconnect 方法用于释放资源并关闭连接。

读写数据

csharp 复制代码

public void ReadData(int startAddress, int numberOfPoints)
{
    try
    {
        ushort[] data = master.ReadHoldingRegisters(0, startAddress, numberOfPoints);
        foreach (ushort value in data)
        {
            Console.WriteLine($"Read value: {value}");
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"Read operation failed: {ex.Message}");
    }
}

public void WriteData(int startAddress, ushort[] values)
{
    try
    {
        master.WriteMultipleRegisters(0, startAddress, values);
        Console.WriteLine("Data written successfully.");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"Write operation failed: {ex.Message}");
    }
}

ReadData 方法用于从 PLC 的保持寄存器中读取数据，需要指定起始地址和读取的点数。读取成功后，会将每个值输出到控制台。WriteData 方法则是将数据写入到 PLC 的保持寄存器，传入起始地址和要写入的数据数组。成功写入后输出成功信息，失败则输出错误信息。

Halcon 视觉检测功能融合

在项目中集成 Halcon 视觉检测功能，首先要安装 Halcon 开发环境，并在 C# 项目中引用 Halcon 相关的库文件。

Halcon 图像采集与处理示例

csharp 复制代码

using HalconDotNet;

class HalconVision
{
    public void ProcessImage()
    {
        HImage image = new HImage("test.jpg");
        HOperatorSet.GaussianFilter(image, out HImage filteredImage, 3);
        HRegion region;
        HOperatorSet.Threshold(filteredImage, out region, 128, 255);
        // 这里可以继续进行更多复杂的视觉处理操作
        image.Dispose();
        filteredImage.Dispose();
        region.Dispose();
    }
}

在上述代码中，我们先创建了一个 HalconVision 类。ProcessImage 方法加载一张名为 test.jpg 的图像，然后使用高斯滤波对图像进行平滑处理，接着通过阈值分割得到一个区域。当然，在实际项目中，会根据具体的检测需求进行更复杂的图像处理和分析。

整体项目整合

将 Modbus TCP 通信与 Halcon 视觉检测功能整合到上位机程序中。在界面上可以添加按钮来控制 PLC 的连接、读写操作以及触发 Halcon 视觉检测。

csharp 复制代码

private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
{
    string ip = txtIp.Text;
    int port = int.Parse(txtPort.Text);
    plcConnector.Connect(ip, port);
}

private void btnRead_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int startAddress = int.Parse(txtStartAddress.Text);
    int numberOfPoints = int.Parse(txtNumberOfPoints.Text);
    plcConnector.ReadData(startAddress, numberOfPoints);
}

private void btnProcessImage_Click(object sender, EventArgs e)
{
    halconVision.ProcessImage();
}

在这部分代码中，btnConnectClick**事件处理函数获取用户在界面上输入的 IP 和端口号，调用 plcConnector 的 Connect 方法连接 PLC。btnRead Click 事件处理函数获取起始地址和读取点数，调用 ReadData 方法读取数据。btnProcessImage_Click 事件处理函数则触发 Halcon 视觉检测的图像处理操作。

通过这样的方式，我们成功实现了 C# 上位机与台达 PLC 的 Modbus TCP 通信，并融合了 Halcon 视觉检测功能，为相关自动化项目开发提供了一个完整且实用的框架。希望这个分享能给大家在类似项目开发中带来一些启发和帮助。