运用VC#编程通过MPI方式与西门子S7系列PLC通讯.pdf

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1、1西门子 S7300/400 系列的 PLC 没有公开通讯协议，但西门子公司提供的 ProDave 软件公开了一系列库函数，使用计算机高级语言调用这些函数，可实现以 MPI 的方式与 PLC 通讯。当今的高级语言 VC#有着非常高效的开发手段，在把基础类库、标准模块都编好的情况下，开发监控界面的速度比 WinCC 慢不了多少，但灵活性却是 WInCC 无法比的。大家只要找到西门子的 ProDave 中的动态连接库：W95_S7.DLL，并把它注册到你的计算机即可（当然，你若有一套完整的 ProDave 安装程序，安装即可自动注册），然后在 C#这边编程调用，下面来讲解如何在 C#中调用动态库。

2、由于 W95_S7.DLL 是用 C 语言编写的，很多函数接口不适用于 C#,因此我们可以创建一个 C#类库，把这些函数进行封装，每次开发监控界面调用此类库即可。一、C#中调用 DLL 库的方法1、在名称空间之前使用：using System.Runtime.InteropServices;/用于调用动态库的接口，一定要引用2、导入每一个库函数，均要在函数声明之前使用属性字段：DllImport(w95_s7.dll)譬如与 PLC 建立连接的库函数 load_tool(),应使用如下的方式进行声明：DllImport(w95_s7.dll)private extern static int

3、load_tool(byte nr,string device,byte,adr_table);二、ProDave 中的重要库函数介绍1、与 PLC 建立通讯连接的库函数：load_tool()该函数必须在其他所有函数调用之前被调用，在 C 中的声明为：int load_tool(int nr,char*device,char*adr_table);由于 C#在安全模式下不容许使用指针，因此我们把它转换成 C#模式：private extern static int load_tool(byte nr,string device,byte,adr_table);参数 nr:指定连接号 1-4，

4、一般设为 1device:设备名称，西门子的示例是设为s7online，测试时，若改成其他名称好像连不上。adr_table:一个二维数组，指定一系列连接参数,依次为:MPI 地址、保留为 0、CPU 槽号、CPU 机架号。在一个 MPI 网络中若有多个 CPU 时，可指定一个以上的连接列。最后一列的参数的 MPI 地址应制定为 0，以标志参数列结束。e.g.一个 MPI 网中有两个 CPU,他们的 MPI 地址分别为 2 和 3，槽号均为 2，机架号均为 0，则可按如下方式调用：byte,bt=2,0,2,0,3,0,2,0,0,0,0,0;int err=load_tool(1,s7onl

5、ine,bt);注：ProDave 中的所有库函数均返回整数数据，为 0 表示调用该函数成功，为其他十进制数时，可以查找西门子文档，看是什么错误。可以看出，上面的函数不利于我们使用，我们可对他进行封装：、在类之前声明用于传递参数列表的结构：#region 定义与外部联系的结构变量/2/定义 MPI 链接参数/public struct ConnectionInfo/定义 CPU 的 MPI 地址/public byte Addres;/定义 CPU 的机架号/public byte Rack;/定义 CPU 的槽号/public byte Slot;#endregion、编写实现上述功能的公有

6、方法：#region 与动态库函数相对应的公开函数/建立连接，同一个连接只容许调用一次/连接号 1-4/指定链接参数/返回 10 进制错误号，0 表示没有错误public static int Open(byte cnnNo,ConnectionInfo cnnInfo)int err;/传递参数不正确if(cnnInfo.Length0 表示该位为 1，=0 表示该位为 0/DllImport(w95_s7.dll)private extern static int mb_bittest(short mbno,short bitno,ref short retwert);/复位 MB 变量的

7、位状态/指定 M 字节号/指定位号范围为 0-7，/DllImport(w95_s7.dll)private extern static int mb_resetbit(short mbno,short bitno);/置位 MB 变量的位状态/指定 M 字节号/指定位号，范围为 0-7/DllImport(w95_s7.dll)private extern static int mb_setbit(short mbno,short bitno);每一个函数都有详尽的注释，我这里就不详细的介绍。四、编写自己的函数，使开发监控软件易于实现1、ProDave 中除了 M 变量有对位的操作函数外，其

8、他的要么是对字节操作，要么是对字操作，因此有必要编写函数提取字或者字节中的位状态信息。下面是我编写的一个函数，它可以从一个指定的整数中提取一个位状态。6/获取整数的位状态/传送过来的整数/转换成二进制后，指定的第几位，0 表示由右至左的最右边的第一位,范围为 0-31/返回指定的位状态，true 表示为 1，false 表示为 0public static bool GetBit(int data,int bitNo)int bta=new int1;bta0=data;System.Collections.BitArray myBA=new System.Collections.BitArr

9、ay(bta);return myBA.Get(bitNo);例如：现在需要读取 Q15.0 的状态值，可以如下编程：long val=0;int err=a_field_read(15,1,ref val);bool stau=GetBit(int.Parse(val),0);/stau 即为 Q15.0 的值当然，我们可把该函数进行重载，可以返回整个字节、字或者双字的每一个位的状态值，下面是我编写的另一个扩展函数：/根据给定的 32 位整数，返回这 32 位中每一位的状态值/指定 32 位整数/返回表示每一位状态信息的数组public static bool GetBit(int data

10、)bool stau=new bool32;int bta=new int1;bta0=data;System.Collections.BitArray myBA=new System.Collections.BitArray(bta);for(int i=0;i32;i+)staui=myBA.Get(i);return stau;例如：现在需要读取 QW14 的所有位的状态值，可以如下编程：long val=0;int err=a_field_read(14,2,ref val);bool staus=GetBit(val);然后 staus0,staus1,staus2分别对用 Q15.

11、0,Q15.1,Q15.2 的值2、针对函数调用时的错误信息进行编码。西门子提供的错误信息是英文的，我们可以把它翻译成中文，并存入字典，当需要获取错误信息时，可以通过调用函数时返回的错误码进行索引。、首先在类中声明 private static Hashtable errHash;7、在类的构造函数中编程进行错误信息的初始化：static S7MPI()#region 初始化故障信息int code=0;errHash=new Hashtable(213);errHash.Add(code,执行成功);code=202;errHash.Add(code,没有可用资源);code=203;err

12、Hash.Add(code,配置错误);code=205;errHash.Add(code,非法调用);code=206;errHash.Add(code,没有发现模块);.#endregion、然后编写一个错误索引函数/根据提供的错误码返回错误信息/错误码/返回错误信息public static string GetErrInfo(int errCode)object val=errHasherrCode;if(val!=null)return val.ToString();elsereturn 没有相关的错误信息;、调用函数时则可以使用如下编程方式：int err=new_ss(1);sr

13、ing errorInformation=GetErrInfo(err);五、编写监控软件需要注意的问题1、一定要设定与 PLC 的通讯周期，比如 500ms,则可以使用一个定时器，把触发时间设为500MS，在其触发事件中可以编写程序，把当前监控界面中用到的所有 PLC 变量进行一次性读取或者写入，不要在程序的不同地方进行零散的读写，这样会影响读写数据的一致性，导致的结果就是，一个监控画面中用到的 PLC 变量不是在一个 PLC 扫描周期内读写的。2、对 PLC 变量进行写入时，不需要周期性的写入，写一次即可，当用户需要再次改写变量时，可编写一个按钮程序，每改一次值，按一下按钮，然后程序才把值送入 PLC，这样8也可以提高性能。3、向 PLC 中写入的变量，一定不要和 PLC 的写变量重复，譬如，PLC 编程那边有对 M5.0的置位操作，则监控程序这边就不能再对 M5.0 进行写操作。