ref.1
正常项目，一般都是网线tcp通讯的那种，官方叫 iso on tcp 这种方式
可能由于西门子的102端口是1对多的，所以它比较拽，一旦发现通讯数据格式或内容不正确，不但不回复，而且直接跟你把通讯通道断开，
解析的是以 0x32 开始的报文结构
借助WireShark抓包，可以看到，S7Comm 以太网协议基于OSI模型：
OSI layer
Protocol
7 Application Layer
S7 communication
6 Presentation Layer
S7 communication(COTP)
5 Session Layer
S7 communication(TPKT)
4 Transport Layer
ISO-on-TCP (RFC 1006)
3 Network Layer
IP
2 Data Link Layer
Ethernet
1 Physical Layer
Ethernet
其中，第1~4层会由计算机自己完成（底层驱动程序）；
“TPKT is an”encapsulation” protocol. It carries the OSI packet in its ownpacket’s data payload and then passes the resulting structure to TCP, from thenon, the packet is processed as a TCP/IP packet. The OSI programs passing datato TPKT are unaware that their data will be carried over TCP/IP because TPKTemulates the OSI protocol Transport Service Access Point (TSAP).”
第6层COTP，按照维基百科的解释，COTP 是 OSI 7层协议定义的位于TCP之上的协议。COTP 以“Packet”为基本单位来传输数据，这样接收方会得到与发送方具有相同边界的数据；
第7层，S7 communication，这一层和用户数据相关，对PLC数据的读取报文在这里完成；
刚看到TPKT和COPT也许会很迷惑，其实在具体的报文中，TPKT的作用是包含用户协议（5~7层）的数据长度（字节数）；COTP的作用是定义了数据传输的基本单位（在S7Comm中 PDU TYPE：DT data）；
S7Comm与标准TCP/IP比较：S7Comm是一个7层协议；TCP/IP是四层协议，用户数据在第四层TCP层完成；
计算机与PLC进行通讯，可以连接102端口，这是西门子开放的一个通讯端口；
第七层 S7 communication协议
S7 communication包含三部分：1-Header；2-Parameter；3 - Data。
根据实现的功能不同，S7 communication协议的结构会有所不同；例如，请求数据报文只包含前两部分；
<1>Header
*01(1 byte): protocol Id: 0x32;
*02a(1 byte): ROSCTR: Job (01);
*02b(2 byte): redundancy identification (reserved): 0x0000;
*2c(2 byte): protocol data unit reference; it’s increased by request event;
*2d(2 byte): parameter length - the total length (bytes) of parameter part;
*2e(2 byte): data length; 读取PLC内部数据，此处为00 00；对于其他功能，例如：读取CPU的型号，此处为Data部分的数据长度；
<2>Parameter（读取数据）
*3(1 byte): function code: Read Var (0x04)；writeVar (0x05);
*4(1 byte): item count;
*5(1 byte): variable specification: 0x12;
*6(1 byte): length of following address specification – is 7~12length in byte;
*7(1 byte): syntax Id: S7ANY (0x10);
*8(1 byte):transport size: BYTE(2);
*9(2 byte): requested data length;
*10(2 byte): DB number; 如果访问的不是DB区域，此处为00 00；
*11(1 byte): Area: 0x84= data block(DB); 0X82= outputs(Q); 0x81=inputs(I); 0x83= Flags(M); 0x1d= S7 timers(T); 0x1c= S7counters(C);
*12(3 byte):address- start address from zero bit
*5~*12构成了一个基本的数据请求单元[Item],对多个不同地址区域的数据请求，就是有多个[Item]构成的。
Parameter部分的数据结构可以总结为：
[Function code ]+ [Item count] + Item[1] + Item[2] . . . Item[n]
<3>Data
这一部分与功能有关，例如：读取CPU型号、向CPU存储区写数据；在请求数据报文中此部分不包含任何数据。
S7Comm以太网通讯过程
需要”通讯请求”过程。这个过程包含两次报文交换
1> PC 发送COTP报文给PLC；在COTP报文中包含“连接请求”和“destination TSAP” - 明确CPU的机架号和槽号；
握手1
2> PC 发送S7Comm报文给PLC；在S7 communicaton报文中包含“通讯请求”；
交换数据
数据类型 wchar 和 wstring 的定义：
西门子 s7 通信库，读写操作需要手动同步，同时发会导致连接失败 // true signaled; false non-signaled ManualResetEvent manualResetEventPlcHeartbeat = new ManualResetEvent(true); // 可以发送 数据相关命令 ManualResetEvent manualResetEventPlcOn = new ManualResetEvent(false); private void taskMelsecPLCHeartbeatProc() { Log.Information("taskPLCHeartbeatProc enter..."); int iRet = 0; bool setStatus = false; while (FLAG_TASK_EXIT != (flag & FLAG_TASK_EXIT)) { manualResetEventPlcHeartbeat.WaitOne(); manualResetEventPlcOn.Reset(); Console.WriteLine("send heartbeat"); iRet = s7Helper.Open(App.db.m_config[0].PLCIP, 0, 0); if (iRet != 0) { setStatus = true; Log.Error($"open plc failed. err={iRet}"); Dispatcher.Invoke(new Action(() => { tb_status.Text = $"连接PLC失败 code={iRet}"; WindowState = WindowState.Normal; })); System.Threading.Thread.Sleep(500); continue; } Dispatcher.Invoke(new Action(() => { tb_status.Text = "状态：PLC 监控中"; })); byte[] rData = new byte[10]; iRet = s7Helper.ReadMBlockByte(0, App.db.m_config[0].PLCData, 1, ref rData); if (iRet != 0) { Dispatcher.Invoke(new Action(() => { tb_status.Text = $"读取PLC数据失败 code={iRet}"; })); } s7Helper.SetBit(ref rData, 0, 0, true); iRet = s7Helper.WriteMBlockByte(0, App.db.m_config[0].PLCData, 1, ref rData); if (iRet != 0) { Dispatcher.Invoke(new Action(() => { tb_status.Text = $"写入PLC数据失败 code={iRet}"; })); } manualResetEventPlcOn.Set(); for (var i = 0; i < 10; ++i) { if (FLAG_TASK_EXIT == (flag & FLAG_TASK_EXIT)) { goto skip_return; } System.Threading.Thread.Sleep(100); } } skip_return: Log.Information("taskPLCHeartbeatProc exit..."); } public void doBusi(string fileFullPath) { // 停止心跳 manualResetEventPlcOn.WaitOne(); manualResetEventPlcHeartbeat.Reset(); // PLC 读写操作 ... // 开始心跳 manualResetEventPlcHeartbeat.Set(); }
写入 4 字节的浮点数 { float t1 = (float)44.7; int it1 = 0; unsafe { it1 = *(int*)&t1; } float fVal = (float)0.0; unsafe { fVal = *((float*)&it1); } } // 西门子是大端模式，电脑是小端模式，所以需要转换一下 if (BitConverter.IsLittleEndian) { Array.Reverse(rData); } int iVal = BitConverter.ToInt32(rData, 0); float fVal = (float)0.0; unsafe { fVal = *((float*)&iVal); }
读取PLC var param = tb_test_param.Text.Trim(); if (param.Length > 0) { string[] lines = param.Split( new[] { "," }, StringSplitOptions.None ); int iRet = 0; int addr = int.Parse(lines[1]); int startPos = int.Parse(lines[2]); int count = int.Parse(lines[3]); // 分区类型:[DB,M]，地址，起始位置，字符数量 byte[] rData = new byte[count]; if (lines[0] == "DB") { iRet = s7Helper.ReadBlockByte(addr, startPos, count, ref rData); } else { iRet = s7Helper.ReadMBlockByte(addr, startPos, count, ref rData); } if (iRet != 0) { Log.Error($"read plc failed. err={iRet}"); Dispatcher.Invoke(new Action(() => { tb_status.Text = $"读取PLC失败1 code={iRet}"; })); }else { var ss = BitConverter.ToString(rData).Replace("-", ""); tb_test.Text = ss; Log.Information($"test_read:{ss}"); } }
设置 plc 位 /* * 设置指定 dbxx 的指定字节的指定位 */ private void SetPLCBit(int dbNumber,int bytePos,int bitPos, bool bitValue) { manualResetEventPlcOn.WaitOne(); manualResetEventPlcHeartbeat.Reset(); int retryCnt = 0; Log.Information($"ClearPLCFlag enter... dbNumber={dbNumber},bytePos={bytePos},bitPos={bitPos},bitValue={bitValue}"); byte[] rData = new byte[30]; skip_retry_read: // 通知 PLC 保存工位参数 int iRet = s7Helper.ReadBlockByte(dbNumber, bytePos, 1, ref rData); if (iRet != 0) { Log.Error($"ClearPLCFlag plc flag failed. code={iRet},retryCnt={retryCnt}"); if (retryCnt < 3) { retryCnt += 1; goto skip_retry_read; } Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.ApplicationIdle, new Action(() => { MessageBox.Show(Application.Current.MainWindow, "清除PLC标志位失败", "错误"); })); } else { s7Helper.SetBit(ref rData, 0, bitPos, bitValue); retryCnt = 0; skip_retry: iRet = s7Helper.WriteBlockByte(dbNumber, bytePos, 1, ref rData); if (iRet != 0) { Log.Error($"write plc flag failed. code={iRet},retryCnt={retryCnt}"); if (retryCnt < 3) { retryCnt += 1; goto skip_retry; } Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.ApplicationIdle, new Action(() => { MessageBox.Show(Application.Current.MainWindow, "设置PLC标志位失败", "错误"); })); } else { Log.Information($"write standby flag ok. data={rData[0]}"); } } manualResetEventPlcHeartbeat.Set(); }