java 讀寫三菱PLC 使用TCP/IP 協議

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本文將使用一個Github開源的組件庫技術來讀寫三菱PLC和西門子plc資料，使用的是基於乙太網路的TCP/IP實現，不需要額外的組件，讀取操作只要放到後台線程就不會卡死線程，本組件支援超級方便的高效能讀寫操作

 github地址：https://github.com/dathlin/HslCommunication 如果喜歡可以star或是fork，還可以打賞支援，打賞請認準原始碼項目。

本項目目前支援C#語言和java語言，C#語言的功能比較齊全，java版本的庫還在開發及完善中。

 

 

點擊下載本組件的jar包。HslCommunication.jar

代碼使用支援的例子可以參照C#版本的，兩者幾乎是一模一樣的，支援的資料類型也是一致的。

 

 

支援人員QQ群：592132877  （組件的版本更新細節也將第一時間在群裡發布）最後編輯日期：2018年6月13日 08:28:34

裡面各種小夥伴，為您解答資料互動，編程技巧，如果對本介面提供的API有任何疑問，都可以加群諮詢，如果有更好的建議，歡迎提出。

 

組件的完整資訊和API介紹參照：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7703805.html   組件的使用限制，更新日誌，都在該頁面裡面。

 

 

本文將展示如何配置網路參數及怎樣使用代碼來訪問PLC資料，希望給有需要的人解決一些實際問題。主要對三菱Q系列PLC的X，Y，M，L，B，V，F，S，D，W，R地區的資料讀寫，對西門子PLC的M，Q，I，DB塊的資料讀寫，親測有效。

此處使用了網線直接的方式，如果PLC接進了區域網路，就可以進行遠程讀寫了^_^

此處使用到了2個命名空間：

import HslCommunication.Core.Types.OperateResultExOne;
import HslCommunication.Profinet.Melsec.MelsecMcNet;

 

隨便聊聊

當我們一個上位機需要讀取100台西門子PLC裝置（此處只是舉個例子，凡是都是使用Modbus tcp的都是一樣的）的時候，你採用伺服器主動去請求100台裝置的機制對效能來說是個極大的考驗，如果開100個線程去輪詢100台裝置，那麼效能損失將是非常大的，更不用說再增加裝置，如果搭建Modbus tcp伺服器，就可以完美的解決效能問題，因為串連的壓力將會平均分攤給每一台PLC，伺服器端只要新增一個時間戳記就可以知道用戶端有沒有串連上。

我們在100台PLC裡都增加發送Modbus tcp方法，將資料發送到伺服器的ip和連接埠上去，伺服器根據站號來區分裝置。這樣就可以搭建一個高效能總站。 本組件支援快速搭建一個高效能的Modbus tcp總站。

http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7782315.html

 

關於兩種模式

在PLC端，包括三菱，西門子，歐姆龍以及Modbus Tcp用戶端的訪問器上，都支援兩種模式，短串連模式和長串連模式，現在就來解釋下什麼原理。

短串連：每次讀寫都是一個單獨的請求，請求完畢也就關閉了，如果伺服器的連接埠僅僅支援單串連，那麼關閉後這個連接埠可以被其他串連複用，但是在頻繁的網路請求下，容易發生異常，會有其他的請求不成功，尤其是多線程的情況下。

長串連：建立一個公用的串連通道，所有的讀寫請求都利用這個通道來完成，這樣的話，讀寫效能更快速，即時多線程調用也不會影響，內部有同步機制。如果伺服器的連接埠僅僅支援單串連，那麼這個連接埠就被佔用了，比如三菱的連接埠機制，西門子的Modbus tcp連接埠機制也是這樣的。以下代碼預設使用長串連，效能更高，還支援多線程同步。

在短串連的模式下，每次請求都是單獨的訪問，所以沒有重連的困擾，在長串連的模式下，如果本次請求失敗了，在下次請求的時候，會自動重新串連伺服器，直到請求成功為止。另外，盡量所有的讀寫都對結果的成功進行判斷。

 

關於日誌記錄

暫時不支援

 

PLC的配置

 

環境1：此處以GX Works3為樣本，fx5u的配置如下：（感謝 山楂 提供的圖片）

 

環境2：此處以GX Works2為樣本，測試PLC為L02CPU，內建了乙太網路協議

 

環境3：此處以GX Works2為樣本，添加乙太網路模組，型號為QJ71E71-100，組態裡添加完成後進行乙太網路的參數配置，此處需要注意的是：參數的配置對接下來的代碼中配置參數要一一對應

注意：在PLC的乙太網路模組的配置中，無法設定網路號為0，也無法設定站號為0， 所以此處均設定為1，在C#程式中也使用上述的配置，在代碼中均配置為0，如果您自訂設定為網路2， 站號8，那麼在代碼中就要寫對應的資料。如果仍然通訊失敗，重新測試0，0。

開啟設定：在中的開啟設定選項，進行其他參數的配置，只是舉了一個例子，開通了4個連接埠來支援讀寫操作：

 

 

 

連接埠號碼設定規則:

• 為了不與原先存在的系統發生衝突，您在添加自己的連接埠時盡量使用您自己的連接埠。
• 如果讀寫都需要，儘可能的將讀取連接埠和寫入連接埠區分開來，這樣做比較高效能。
• 如果您的網路狀態不是特別穩定，讀取連接埠使用2個，一個受阻切換另一個讀取可以提升系統的穩定性。

本文檔僅作組件的測試，所以只用了一個連接埠作為讀寫。如果你的程式也使用了一個連接埠，那麼你在讀取資料時候， 剛好也在寫入（非同步作業可能發生這樣的情況），那麼寫入會失敗！)（在長串連模式下沒有這個問題）

三菱PLC的資料主要由兩類資料群組成，位元據和字資料，在位元據中，例如X,Y,M,L都是位元據，字資料例如D,W。 兩類的資料在讀取解碼上存在一點小差別。（事實上也可以先將16個M先賦值給一個D，讀取D資料再進行解析， 在讀取M的數量比較多的時候，這樣操作效率更高）

初始化訪問PLC對象

如果想使用本組件的資料讀取功能，必須先初始化Data Access Objects，根據實際情況進行資料的填入。 下面僅僅是測試中的資料：

MelsecMcNet melsec_net = new MelsecMcNet("192.168.1.192",6001);

　　

 

然後你可以指定一些參數，網路號，網路站號之類的，通常的情況都是不需要指定的

        melsec_net.setNetworkNumber((byte) 0x00);        melsec_net.setNetworkStationNumber((byte) 0x00);        melsec_net.setConnectTimeOut(1000);

　　

　　

開啟串連

melsec_net.ConnectServer();

如果想知道有沒有串連上去

        OperateResult connectResult = melsec_net.ConnectServer();        if(connectResult.IsSuccess){            System.out.print("串連成功");        }        else {            System.out.print("串連失敗："+connectResult.Message);        }

　　

　　

關於地址的表示方式

使用字串表示，這個組件裡所有的讀寫操作提供字串表示的重載方法，所有的支援訪問的類型對應如下，字串的表示方式存在十進位和十六進位的區別：

• 輸入繼電器："X100","X1A0"            // 字串為十六進位機制
• 輸出繼電器："Y100" ,"Y1A0"           // 字串為十六進位機制
• 內部繼電器："M100","M200"           // 字串為十進位
• 鎖存繼電器："L100"  ,"L200"           // 字串為十進位
• 通報器：       "F100", "F200"            // 字串為十進位
• 邊沿繼電器："V100" , "V200"          // 字串為十進位
• 連結繼電器："B100" , "B1A0"          // 字串為十六進位
• 步進繼電器："S100" , "S200"          // 字串為十進位
• 資料寄存器："D100", "D200"           // 字串為十進位
• 連結寄存器："W100" ,"W1A0"         // 字串為十六進位
• 檔案寄存器："R100","R200"            // 字串為十進位

關於資料分類

以上地址的資料是分為位元據和字資料的，位元據只能調用ReadBool，字資料用Read及其擴充的方法

 

簡單讀寫的樣本

        boolean[] M100 = melsec_net.ReadBool("M100",(short) 1).Content;            // 讀取M100是否通，十進位地址        boolean[] X1A0 = melsec_net.ReadBool("X1A0",(short) 1).Content;            // 讀取X1A0是否通，十六進位地址        boolean[] Y1A0 = melsec_net.ReadBool("Y1A0",(short) 1).Content;            // 讀取Y1A0是否通，十六進位地址        boolean[] B1A0 = melsec_net.ReadBool("B1A0",(short) 1).Content;            // 讀取B1A0是否通，十六進位地址        short short_D1000 = melsec_net.ReadInt16("D1000").Content;                 // 讀取D1000的short值  ,W3C0,R3C0 效果是一樣的        int int_D1000 = melsec_net.ReadInt32("D1000").Content;                     // 讀取D1000-D1001組成的int資料        float float_D1000 = melsec_net.ReadFloat("D1000").Content;                 // 讀取D1000-D1001組成的float資料        long long_D1000 = melsec_net.ReadInt64("D1000").Content;                   // 讀取D1000-D1003組成的long資料        double double_D1000 = melsec_net.ReadDouble("D1000").Content;              // 讀取D1000-D1003組成的double資料        String str_D1000 = melsec_net.ReadString("D1000", (short) 10).Content;     // 讀取D1000-D1009組成的條碼資料        melsec_net.Write("M100", new boolean[] { true} );                          // 寫入M100為通        melsec_net.Write( "Y1A0", new boolean[] { true } );                        // 寫入Y1A0為通        melsec_net.Write( "X1A0", new boolean[] { true } );                        // 寫入X1A0為通        melsec_net.Write( "B1A0", new boolean[] { true } );                        // 寫入B1A0為通        melsec_net.Write( "D1000", (short)1234);                                   // 寫入D1000  short值  ,W3C0,R3C0 效果是一樣的        melsec_net.Write( "D1000", 1234566);                                // 寫入D1000  int值        melsec_net.Write( "D1000", 123.456f);                               // 寫入D1000  float值        melsec_net.Write( "D1000", 123.456d);                               // 寫入D1000  double值        melsec_net.Write( "D1000", 123456661235123534L);                    // 寫入D1000  long值        melsec_net.Write( "D1000", "K123456789");                           // 寫入D1000  string值

　　

X,Y,M,L,F,V,B,S位元據的讀寫說明

• X 輸入繼電器
• Y 輸出繼電器
• M 內部繼電器
• L 鎖存繼電器
• F 通報器
• V 邊沿繼電器
• B 連結繼電器
• S 步進繼電器

 

本小節將展示八種位元據的讀取，雖然更多的時候只是讀取D資料即可，或者是將位元據批量挪到D資料中， 但是在此處仍然進行介紹單獨的讀取X,Y,M,L,F,V,B,S，由於這八種讀取手法一致，故針對M資料進行介紹，其他的您可以自己測試。

如下方法示範讀取了M200-M209這10個M的值，注意：讀取長度必須為偶數，即時寫了奇數，也會補齊至偶數，讀取和寫入的最大長度為7168，否則報錯。如需實際需求確實大於7168的，請分批次讀取。
傳回值解析：如果讀取正常則共返回10個位元組的資料，以下樣本資料進行批量化的讀取

 OperateResultExOne<boolean[]> read = melsec_net.ReadBool("M100",(short)10);        if(read.IsSuccess){            boolean m100 = read.Content[0];            boolean m101 = read.Content[1];            boolean m102 = read.Content[2];            boolean m103 = read.Content[3];            boolean m104 = read.Content[4];            boolean m105 = read.Content[5];            boolean m106 = read.Content[6];            boolean m107 = read.Content[7];            boolean m108 = read.Content[8];            boolean m109 = read.Content[9];        }        else {            System.out.print("讀取失敗："+read.Message);        }

　　

        // 寫入測試，M100-M104 寫入測試 此處寫入後M100:通 M101:斷 M102:斷 M103:通 M104:通        boolean[] values = new boolean[]{true,false,false,true,true};        OperateResult write = melsec_net.Write("M100",values);        if(write.IsSuccess){            System.out.print("寫入成功");        }        else {            System.out.print("寫入失敗："+write.Message);        }

　　

 

D,W,R字資料的讀寫操作

此處讀取針對中間存在整數資料的情況，因為兩者讀取方式相同，故而只示範一種資料讀取， 使用該組件讀取資料，一次最多讀取或寫入960個字，超出則失敗。 如果讀取的長度確實超過限制，請考慮分批讀取。

 

        OperateResultExOne<byte[]> read1 = melsec_net.Read("D100",(short)5);        if(read1.IsSuccess){            short D100 = melsec_net.getByteTransform().TransByte(read1.Content,0);            short D101 = melsec_net.getByteTransform().TransByte(read1.Content,2);            short D102 = melsec_net.getByteTransform().TransByte(read1.Content,4);            short D103 = melsec_net.getByteTransform().TransByte(read1.Content,6);            short D104 = melsec_net.getByteTransform().TransByte(read1.Content,8);        }        else {            System.out.print("讀取失敗："+read1.Message);        }

　　

        // D100為1234,D101為8765,D102為1234,D103為4567,D104為-2563        short[] values2 = new short[]{1335, 8765, 1234, 4567, -2563 };        OperateResult write = melsec_net.Write("M100",values2);        if(write.IsSuccess){            System.out.print("寫入成功");        }        else {            System.out.print("寫入失敗："+write.Message);        }

　

一個實際中複雜的例子示範

實際中可能碰到的情況會很複雜，一台裝置中需要上傳的資料包含了溫度，壓力，產量，規格等等資訊，在一串資料中 會包含各種各樣的不同的資料，上述的讀取D，讀取M，讀取條碼的方式不太好用，所以此處做一個完整樣本的示範，假設我們需要讀取 D4000-D4009的資料，假設D4000存放了溫度資料，55.1℃在D中為551，D4001存放了壓力資料，1.23MPa在D中存放為123，D4002存放了 裝置狀態，0為停止，1為運行，D4003存放了產量，1000就是指1000個，D4004備用，D4005-D4009存放了規格，以下代碼示範如何去解析資料：

 

        //解析複雜資料        OperateResultExOne<byte[]> read3 = melsec_net.Read("D4000", (short) 10);        if (read3.IsSuccess)        {            double 溫度 = melsec_net.getByteTransform().TransInt16(read3.Content, 0) / 10d;//索引很重要            double 壓力 = melsec_net.getByteTransform().TransInt16(read3.Content, 2) / 100d;            boolean IsRun = melsec_net.getByteTransform().TransInt16(read3.Content, 4) == 1;            int 產量 =melsec_net.getByteTransform().TransInt32(read3.Content, 6);            String 規格 = melsec_net.getByteTransform().TransString(read3.Content, 10, 10,"ascii");        }        else        {            System.out.print("讀取失敗："+read3.Message);        }

　　

更詳細的資訊，可以參照原始碼裡面的測試專案。

 

 

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