手摸手教你撕碎西门子S7通讯协议02--socket连接

news2024/9/9 1:22:37

1、S7协议通讯流程回顾

1）建立Socket连接：进行TCP三次握手

这里是指要建立socket的tcp连接，是tcp连接而不是udp连接，tcp连接是可靠连接，tcp连接就是要有稳定的IP地址，它是通过字节方式进行通讯，在程序中就是要创建socket对象，利用socket的方式来实现字节的发送和接收，包括解析数据，这个socket是连接谁呢？肯定是连接plc设备，所以plc设备必须有IP地址，端口号，那么谁去连接了，当然是我们的PC电脑，电脑在这个场景下就是我们的上位机，软件工程师通过开发应用程序来与PLC通讯，模型如下：

2）COTP的握手请求（请求建立通信）

在“握手”之后，并不能马上进行数据交换，需要进行这一步的操作，即客户端发送COTP报文给服务端，在COTP报文中包含“连接请求”和“Destination TSAP”，以明确CPU的机架号和槽号；服务端应答COTP报文，包含“连接确认”；这样服务端就清楚了客户端需要和哪个CPU来进行数据通讯。在这个过程中，有非常标准和严重要求的报文格式，这个过程会有22个字节，每个报文的字段内容代表不同的含义，千万不能搞错，否则服务器，也就是PLC就会不搭理你。报文信息如下，搞不懂没有关系，后面的文章会详细介绍，手摸手教，服务到位，包你满意。

3）S7COMM的握手请求（请求建立操作通信）

在成功完成上面的COTP请求后，现在客户端发送S7 Communicaton报文给服务端，在S7Communicaton报文中包含“通讯请求”；服务端反馈S7 Communicaton报文。同样的报文中每个字段都有含义，必须严格遵守，这个过程是交换通信信息，共25个字节，报文信息如下：搞不懂没有关系，后面的文章会详细介绍，手摸手教，服务到位，包你满意。

4）进行读写操作（S7协议报文）

在成功完成上面的1，2，3的三个过程后，现在才是读、写、PLC启停、时间、上传下载等，读取的报文比写入的报文要简单些，但报文结构确实复杂，需要大师给你开光，现在搞不懂没有关系，后面的文章会详细介绍，手摸手教，服务到位，包你满意。

2、开搞socket连接

1）安装西门子博途v15环境

应用环境要求是win10企业版，搭建这个西门子PLC的环境还是蛮消耗时间，精力和能力，耐心的，要求也高，这个事情必须做好，不能偷懒，绝不能失败，否则整个系列的内容就实现不了，具体安装过程请看下面文章，这里不展示，因为过程实在是众多，需要细致。

windows10企业版安装西门子博途V15---01准备环境_博途v15.1安装需求-CSDN博客

windows10企业版安装西门子博途V15---02安装软件_博图v15软件安装步骤-CSDN博客

windows10企业版安装西门子博途V15---03安装仿真软件_西门子v15仿真软件-CSDN博客

windows10企业版安装西门子博途V15---04连接测试_博图v15第一次连接plc步骤-CSDN博客

1）西门子PLC存储区简介

I：数字量输入（DI）

Q：数字量输出

AI：模拟量输入

AQ：模拟量输出

V：变量存储区

M：位存储区

T：定时器存储区

C：计数器存储区

HC：高速计数器

AC：累加器

SM：特殊存储器

L：局部存储区

S：顺序控制继电器

DB：数据块

2）访问规则：bit、B、W、D B：byte W:word ->2byte D:double->4byte Bit: I0.0

DataType:

0x01 - BIT：一个无符号的bit
0x02 - BYTE：一个8位的数字
0x03 - CHAR：一个字符
0x04 - WORD：两个字节宽的无符号整数
0x05 - INT：两个字节宽的有符号整数。
0x06 - DWORD：四字节宽的无符号整数
0x07 - DINT：四字节宽的有符号整数
0x08 - REAL：四个字节宽的IEEE浮点数
0x1c - COUNTER：PLC程序计数器使用的计数器类型
示例：变量的示例地址是DB123X 2.1，它访问DB块123的第3个Byte的第2个Bit。

3）在本应用中，创建了一个192.168.1.66的PLC设备和hnplc项目，如图

2）创建vs项目

3、连接代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace west.siemenscomm
{
    internal class Program
    {
        /// <summary>
        /// plc的ip地址
        /// </summary>
        static string _ip="192.168.1.66";
        /// <summary>
        /// 端口号
        /// </summary>
        static int _port=102;
        /// <summary>
        /// 机柜号，插槽号
        /// </summary>
        static byte _rack=0, _slot=1;
        /// <summary>
        /// socket对象
        /// </summary>
        static Socket socket = null;
        /// <summary>
        /// 时间事件
        /// </summary>
        static ManualResetEvent TimeoutObject = new ManualResetEvent(false);
        /// <summary>
        /// 连接状态 
        /// </summary>
        static bool connectState = false;

        static void Main(string[] args)
        {
            Connect();
            Console.ReadKey();
        } 

        private static void Connect(int timeout = 50)
        {
            TimeoutObject.Reset();
            try
            {
                socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                socket.BeginConnect(_ip, _port, callback =>
                {
                    connectState = false;
                    var cbSocket = callback.AsyncState as Socket;
                    if (cbSocket != null)
                    {
                        connectState = cbSocket.Connected;
                        if (cbSocket.Connected)
                            cbSocket.EndConnect(callback);
                    }
                    TimeoutObject.Set();
                }, socket);
                TimeoutObject.WaitOne(2000, false);
            }
            catch (SocketException ex)
            {
                if (ex.ErrorCode == 10060)
                    Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            if (socket == null || !socket.Connected || ((socket.Poll(200, SelectMode.SelectRead) && (socket.Available == 0))))
            {
               Console.WriteLine("网络连接失败");
            }
            Console.WriteLine(connectState==true?"连接成功":"连接失败");
        }
    }
}

一定注意一个问题，看这里