linux 下 C++ 与三菱PLC 通过MC Qna3E 二进制 协议进行交互

news2025/1/11 10:53:15

西门子plc 有snap7库 进行交互，并且支持c++ 而且跨平台。但是三菱系列PLC并没有现成的开源项目，没办法只能自己拼接，我这里实现了MC 协议 Qna3E 帧，并使用二进制进行交互。

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

#include <mutex>
#include <string>
using namespace std;

namespace MelsecMC
{
    class PlcSocket
    {
    private:
        bool is_open;
        int global_socket_fd; // 用于发送/接受数据
        mutex m;

    public:
        PlcSocket();
        ~PlcSocket();

        // 初始化socket
        bool initSocket(string ip, int port, int milSecond);
        // 关闭socket
        bool closeSocket();
        // 发送数据
        bool write(unsigned char *buffer, int len);
        // 接收数据
        bool read(unsigned char *buffer, int len);
    };
}

#include "socket.h"
#include <chrono>
#include <thread>

namespace MelsecMC
{
    PlcSocket::PlcSocket()
    {
        global_socket_fd = -1;
    }

    PlcSocket::~PlcSocket()
    {
    }

    bool PlcSocket::initSocket(string ip, int port, int milSecond)
    {
        // create
        int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (socket_fd == -1)
        {
            cout << "socket 创建失败:" << endl;
            return false;
        }

        struct sockaddr_in addr;
        addr.sin_family = PF_INET;
        addr.sin_port = htons(port);
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());

        // connect
        int res = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
        if (res == -1)
        {
            cout << "connect 链接失败:" << endl;
            return false;
        }
        cout << "connect 链接成功:" << endl;

        // 设置timeout
        setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char *)20, sizeof(int));
        setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)20, sizeof(int));

        cout << "setsockopt 成功:" << endl;
        global_socket_fd = socket_fd;

        return true;
    }
    bool PlcSocket::write(unsigned char *buffer, int len)
    {
        m.lock();
        long result = send(global_socket_fd, buffer, len, 0);
        m.unlock();
        if (result < 0)
        {
            return false;
        }
        return true;
    }
    bool PlcSocket::read(unsigned char *buffer, int len)
    {
        m.lock();
        long result = recv(global_socket_fd, buffer, len, 0);
        m.unlock();
        if (result < 0)
        {
            cout << "recv失败:" << endl;
            return false;
        }
        return true;
    }
    bool PlcSocket::closeSocket()
    {
        close(global_socket_fd);
        return true;
    }
}

/***
MC协议的通讯方式有很多种：4C、3C、2C、1C、4E、3E、1E帧格式 数据格式分为二进制格式和ASCII码格式
本代码采用 3E + 二进制格式
https://www.jianshu.com/p/ca7f1609c8c1
***/
#pragma once
#include <sys/sem.h>
#include <sys/shm.h>
#include <iostream>
#include <memory>
#include "socket.h"

namespace MelsecMC
{
    class MelsecMcClient : public std::enable_shared_from_this<MelsecMcClient>
    {
    public:
        using Ptr = std::shared_ptr<MelsecMcClient>;

        explicit MelsecMcClient();
        ~MelsecMcClient();
   
        bool connectTo(const string & ip, int port);
	    bool disconnect();

        bool readInt32(std::string area,int start,int &value);
        bool writeInt32(std::string area,int start,int value);

        bool readShort(std::string area,int start,short &value);
        bool writeShort(std::string area,int start,short value);

    private:
        PlcSocket socket;
        unsigned char head[7] = {0x50,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x03,0x00};
    
    private:
        unsigned char decodeArea(std::string area);
    };
}
#include "client.h"
#include <sstream>
#include <iomanip>
namespace MelsecMC
{
    MelsecMcClient::MelsecMcClient()
    {
    }

    MelsecMcClient::~MelsecMcClient()
    {
        disconnect();
    }

    bool MelsecMcClient::connectTo(const string &ip, int port)
    {
        return socket.initSocket(ip, port, 2000);
    }

    bool MelsecMcClient::disconnect()
    {
        return socket.closeSocket();
    }

    bool MelsecMcClient::writeInt32(std::string area,int start,int value)
    {
        unsigned char cmd[25] = {0};
        // 头
        memcpy(cmd, head, 7);

        //50 00 00 FF FF 03 00   10 00   0A 00   01 14  00 00    64 00 00   A8  02 00  01 00 00 00 写1
        //请求数据物理长度
        cmd[7] = 0x10;
        cmd[8] = 0x00;

        // CPU监视定时器 表示等待PLC响应的timeout时间
        cmd[9] = 0x0A;
        cmd[10] = 0x00;

        //写命令 跟读的差别是：读是0104，写是0114 ；就是04和14的差别
        cmd[11] = 0x01;
        cmd[12] = 0x14;

        //(子命令) ： 值是0表示按字读写入1个字=16位),如果值是1就按位写入
        cmd[13] = 0x00;
        cmd[14] = 0x00;

        //(首地址)：地址因为跨度比较大，所以用了3个字节；值640000  返过来是000064，十进制就是100
        cmd[17] = start / 255 / 255 % 255;
        cmd[16] = start / 255 % 255;
        cmd[15] = start % 255;

        //(软元件 读取的区域) ： 表示读取PLC寄存器的类型： 这里的A8表示D点；其他常见的有： 90-M点；9C-X点；9D-Y点；B0-ZR外部存储卡
        unsigned char areaHex = decodeArea(area);
        if (areaHex == 0x00)
        {
            std::cout << "不存在的地址 " << area << std::endl;
            return false;
        }
        cmd[18] = areaHex;

        //写入长度 00 02  =10进制2个字 =32位 = 4个字节 =1个int
        cmd[19] = 0x02;
        cmd[20] = 0x00;

        //写入int值
        cmd[24] = (value >> 24) & 0xFF;
        cmd[23] = (value >> 16) & 0xFF;  
        cmd[22] = (value >> 8) & 0xFF;
        cmd[21] = value & 0xFF;

        if (!socket.write(cmd, sizeof(cmd)))
        {
            return false;
        }

        // 读取数据
        unsigned char recv[512] = {0};
        if (!socket.read(recv, sizeof(recv)))
        {
            return false;
        }
        if (recv[0] != 0xD0 && recv[1] != 0x00)
        {
            std::cout << "数据格式不正确" << std::endl;
            return false;
        }

        return true;
    }

    bool MelsecMcClient::readInt32(std::string area, int start, int &value)
    {
        unsigned char cmd[21] = {0};
        // 头
        memcpy(cmd, head, 7);

        //请求数据长度 也要反过来，值是000C,也就是12；表示后面的报文内容的长度是12
        cmd[7] = 0x0C;
        cmd[8] = 0x00;

        // CPU监视定时器 表示等待PLC响应的timeout时间
        cmd[9] = 0x0A;
        cmd[10] = 0x00;

        // 批量读命令 值是0401(所有值都要反过来看)；表示批量读取；如果是1401就是随机写取；
        cmd[11] = 0x01;
        cmd[12] = 0x04;

        //(子命令) ： 值是0表示按字读取(1个字=16位),如果值是1就按位读取
        cmd[13] = 0x00;
        cmd[14] = 0x00;

        //(首地址)：地址因为跨度比较大，所以用了3个字节；值640000  返过来是000064，十进制就是100
        cmd[17] = start / 255 / 255 % 255;
        cmd[16] = start / 255 % 255;
        cmd[15] = start % 255;

        //(软元件 读取的区域) ： 表示读取PLC寄存器的类型： 这里的A8表示D点；其他常见的有： 90-M点；9C-X点；9D-Y点；B0-ZR外部存储卡
        unsigned char areaHex = decodeArea(area);
        if (areaHex == 0x00)
        {
            std::cout << "不存在的地址 " << area << std::endl;
            return false;
        }
        cmd[18] = areaHex;

        // 读取长度 00 02  =10进制2个字 =32位 = 4个字节 =1个int
        cmd[19] = 0x02;
        cmd[20] = 0x00;

        // 发送数据
        if (!socket.write(cmd, sizeof(cmd)))
        {
            return false;
        }

        // 读取数据
        unsigned char recv[512] = {0};
        if (!socket.read(recv, sizeof(recv)))
        {
            return false;
        }

        // 解析数据
        // D0 00 00 FF FF 03 00 06 00 00 00 BB 02 96 49
        // D0 00 （响应） :表示反馈信息，固定D0 00
        // 00 (网络编号 ): 与上同
        // FF (PLC编号) : 与上同
        // FF 03 (请求目标模块IO编号) : 与上同
        // 00 （请求目标模块站编号): 与上同
        // 06 00  应答数据物理长度
        if (recv[0] != 0xD0 && recv[7] != 0x06)
        {
            std::cout << "数据格式不正确" << std::endl;
            return false;
        }
        value = recv[14] << 24 | recv[13] << 16 | recv[12] << 8 | recv[11];
        std::cout << "value " << value << std::endl;
        return true;
    }

    bool MelsecMcClient::readShort(std::string area,int start,short &value){
        unsigned char cmd[21] = {0};
        memcpy(cmd, head, 7);

        cmd[7] = 0x0C;
        cmd[8] = 0x00;

        cmd[9] = 0x0A;
        cmd[10] = 0x00;

        cmd[11] = 0x01;
        cmd[12] = 0x04;

        cmd[13] = 0x00;
        cmd[14] = 0x00;

        cmd[17] = start / 255 / 255 % 255;
        cmd[16] = start / 255 % 255;
        cmd[15] = start % 255;

        unsigned char areaHex = decodeArea(area);
        if (areaHex == 0x00)
        {
            std::cout << "不存在的地址 " << area << std::endl;
            return false;
        }
        cmd[18] = areaHex;

        cmd[19] = 0x01;
        cmd[20] = 0x00;

        if (!socket.write(cmd, sizeof(cmd)))
        {
            return false;
        }

        unsigned char recv[512] = {0};
        if (!socket.read(recv, sizeof(recv)))
        {
            return false;
        }

        if (recv[0] != 0xD0 && recv[7] != 0x04)
        {
            std::cout << "数据格式不正确" << std::endl;
            return false;
        }
        value = recv[12] << 8 | recv[11];
        std::cout << "value " << value << std::endl;
        return true;
    }
    
    bool MelsecMcClient::writeShort(std::string area,int start,short value){
        unsigned char cmd[23] = {0};
        memcpy(cmd, head, 7);

        cmd[7] = 0x0E;
        cmd[8] = 0x00;

        cmd[9] = 0x0A;
        cmd[10] = 0x00;

        cmd[11] = 0x01;
        cmd[12] = 0x14;

        cmd[13] = 0x00;
        cmd[14] = 0x00;

        cmd[17] = start / 255 / 255 % 255;
        cmd[16] = start / 255 % 255;
        cmd[15] = start % 255;

        unsigned char areaHex = decodeArea(area);
        if (areaHex == 0x00)
        {
            std::cout << "不存在的地址 " << area << std::endl;
            return false;
        }
        cmd[18] = areaHex;

        cmd[19] = 0x01;
        cmd[20] = 0x00;

        //写入short值 
        cmd[22] = (value >> 8) & 0xFF;
        cmd[21] = value & 0xFF;

        if (!socket.write(cmd, sizeof(cmd)))
        {
            return false;
        }

        unsigned char recv[512] = {0};
        if (!socket.read(recv, sizeof(recv)))
        {
            return false;
        }
        if (recv[0] != 0xD0 && recv[1] != 0x00)
        {
            std::cout << "数据格式不正确" << std::endl;
            return false;
        }

        return true;
    }

    unsigned char MelsecMcClient::decodeArea(std::string area)
    {
        if (area == "D")
        {
            return 0xA8;
        }
        else if (area == "M")
        {
            return 0x90;
        }
        else if (area == "X")
        {
            return 0x9C;
        }
        else if (area == "Y")
        {
            return 0x9D;
        }
        else if (area == "ZR")
        {
            return 0xB0;
        }
        else
        {
            return 0x00;
        }
    }
}
#include "client.h"

using namespace MelsecMC;

int main(int argc, char **argv)
{
    MelsecMcClient::Ptr client = std::make_shared<MelsecMcClient>();
    client->connectTo("10.10.14.60",6000);

    //int value;
    //melsecMcNet->readInt32("D",100,value);

    //client->writeInt32("D",101,122234);
    //client->writeShort("D",102,223);
    short value;
    client->readShort("D",102,value);
    return 0;
}

可利用 这个工具进行测试：

 协议参考：

https://www.jianshu.com/p/ca7f1609c8c1

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2023.9.6 个人感觉这题难度不止简单&#xff0c;考察到的东西还是挺多的。 首先理解题意&#xff0c;可以将题意转化为&#xff1a;求字符串数组中 各字符串共同出现的字符的最小值。 分为三步做&#xff1a; 构造一个哈希表hash&#xff0c;初始化第一个字符串的字母出现频率…
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2020年12月 C/C++（一级）真题解析#中国电子学会#全国青少年软件编程等级考试

2020年12月 C/C++（一级）真题解析#中国电子学会#全国青少年软件编程等级考试

C/C编程&#xff08;1~8级&#xff09;全部真题・点这里 第1题&#xff1a;字符三角形 描述 给定一个字符&#xff0c;用它构造一个底边长5个字符&#xff0c;高3个字符的等腰字符三角形。 输入 输入只有一行&#xff0c; 包含一个字符。 输出 该字符构成的等腰三角形&#xff…
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Zookeeper简述

Zookeeper简述

数新网络-让每个人享受数据的价值 官网现已全新升级—欢迎访问&#xff01; 前 言 ZooKeeper是一个开源的、高可用的、分布式的协调服务&#xff0c;由Apache软件基金会维护。它旨在帮助管理和协调分布式系统和应用程序&#xff0c;提供了一个可靠的平台&#xff0c;用于处理…
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苹果与芯片巨头Arm达成20年新合作协议，将继续采用芯片技术

苹果与芯片巨头Arm达成20年新合作协议，将继续采用芯片技术

9月6日消息&#xff0c;据外媒报道&#xff0c;芯片设计巨头Arm宣布在当地时间周二提交给美国证券交易委员会&#xff08;SEC&#xff09;的最新IPO文件中&#xff0c;透露与苹果达成了一项长达20年的新合作协议&#xff0c;加深了双方之间的合作关系。 报道称&#xff0c;虽然…
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Informatica使用操作流程及Expression（表达式转换）案例2

Informatica使用操作流程及Expression（表达式转换）案例2

操作流程 ①定义源<Odbc01_oracle:employees> ②定义目标<EDW_EMPLOYEES> ③创建映射<M_ORACLE_EDW01_employees> ④定义任务<S_ORCL_EDW01_employees> ⑤创建工作流<W_ORCL_EDW01_employees> ⑥工作流调度监控 ⑦查验数据 一、需求&…
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js---16-----JavaScript中的类型转换机制

js---16-----JavaScript中的类型转换机制

、类型转换机制是什么&#xff1f; JS中有六种简单数据类型&#xff1a;undefined、null、bollean、string、number、symbol&#xff0c;以及引用类型object 但是我们声明的时候只有一种数据类型&#xff0c;只用运行期间才会确定当前类型。 上面代码中&#xff0c;x的值在编…
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浅谈redis未授权漏洞

浅谈redis未授权漏洞

redis未授权漏洞 利用条件 版本比较高的redis需要修改redis的配置文件&#xff0c;将bind前面#注释符去掉&#xff0c;将protected-mode 后面改为no 写入webshell config get dir #查看redis数据库路径 config set dir web路径# #修改靶机Redis数据库路径 config set dbfilen…
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巧用抽象类与接口，打造高效Java程序(上)

巧用抽象类与接口，打造高效Java程序(上)

White graces&#xff1a;个人主页 &#x1f649;专栏推荐:《C语言入门知识》&#x1f649; &#x1f649; 内容推荐:&#x1f649; &#x1f439;今日诗词:十年花骨东风泪&#xff0c;几点螺香素壁尘&#x1f439; 目录 &#x1f338;思维导图&#x1f338; &#x1f338;…
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怎么做加密文件二维码？简单技巧快速做二维码

怎么做加密文件二维码？简单技巧快速做二维码

怎么做一个加密的文件二维码呢&#xff1f;现在将文件做成二维码来传递是一种很常见的方式&#xff0c;那么为了保证文件不会被私自下载&#xff0c;那么如何在将文件生成二维码的时候&#xff0c;给二维码进行加密设置呢&#xff1f;下面就让小编给大家分享一下二维码生成器在…
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【C\C++】内存分配 和 动态内存管理方式

【C\C++】内存分配 和 动态内存管理方式

文章目录 内存分类题目&#xff1a;知识巩固选择题: 变量位于内存中的位置计算题 变量值的大小 答案 C语言 动态内存管理malloc / calloc / realloc作用区别 C 内存管理方式operator new 与 operator deletenew 与 delete 的实现原理malloc free 与 new delete 的区别 内存泄漏…
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