C#通信类库

Posted 2021-04-14 HwLib慧兰博

对于搞工控的同学来说，使用C#大多是为了开发SCADA。虽然在大型项目中使用组态软件具有无法比拟的优势，但是对于小型项目，尤其是设备制造商来说，使用C#开发SCADA有着非常大的成本优势。除此之外，使用C#开发一些控件来拓展组态软件不具备的功能也是一个方向，比如我们的WinCC数据报表控件就是一个例子。

SCADA的开发过程中有个非常重要的部分就是通信。工业自动化涉及的硬件厂商多、设备种类多，因此相关的通信协议也很多。目前主流的有S7协议、Modbus RTU/TCP协议、OPC协议等等。对于这些协议，目前市面上基本都有相应的开源或者免费组件，比如S7协议有SNAP7，OPC DA有OPC基金会的OPCAutomation.dll等。既然如此，那我们还有必要再开发通信类库吗？我觉得是有必要的。原因如下：

1、 现有的类库或者组件使用较复杂，编程工作量较大；

2、 各个类库或者组件接口不一致，不便于维护；

3、 同一个项目中使用多种协议编程较繁琐；

有鉴于此，我们有了这样的一个想法，那就是开发一个统一的通信类库，集成各种主流通信协议。 不论使用哪种协议，我们都可以调用同样名称的方法。 而且该类库应该具备更多的功能，比如读写、重连等，而我们只需要知道变量名就可以进行读写操作。

HwLib.Communication 就是这样的一款控件。由于刚出来不久，目前它只支持S7和OPC DA两种协议，后续将会集成更多的通信协议，比如Modbus、FINS等。HwLib.Communication通信类库最大的优势就是使用简单，开发效率高。下面我们分别以OPC和S7通信为例来介绍。

S7通信

  首先我们创建一个新项目，引用类库HwLib.Communication。

图1 引用类库

然后在窗体加载时实例化HwLib.Communication中的S7协议。实例化时需要三个参数，分别是目标PLC的IP地址、机架号和槽号。

图2 实例化S7通信

然后我们调用S7协议的Add方法开始注册变量。下图中我们注册了两个变量，Tag1和Tag2，这两个变量是我们在项目中的其它地方访问PLC数据的标记。我们不需要再关注地址什么的，只需要使用这两个变量名即可，就像我们在组态软件中使用标签名一样。

图3 注册变量信息

上图中我们添加了两个变量，地址分别是DB1.DBD14和DB1.DBX0.1，数据类型分别是浮点型和布尔型。添加了变量后，我们在窗体上添加一个定时器和两个文本框。在定时器的触发事件中我们读取这两个变量的值显示到文本框里。

图4 读取变量

从上图中可以看到，控件使用非常简单，我们只需要根据变量名就可以获取数据。数据的读取由控件后台自动执行。保存并运行程序，我们就可以看到效果了。

图5 读取数据

如果要写数据的话也很简单。窗体上添加一个按钮，点击事件中写入下面代码。

图6 写入变量

上图中的代码很简单，调用Write方法，将变量“Tag1”的值更新为99.9。保存并运行程序，点击按钮就可以看到效果了。

图7 写入数据

OPC DA通信

OPC DA 通信也是一样，首先实例化类库中的OPC DA协议。

图8 实例化OPC DA协议

实例化OPC DA协议需要两个参数，分别是计算机地址和OPC服务器名称。如果本机的话就填“127.0.0.1”。然后也是一样的调用Add方法注册变量信息。

图9 注册变量信息

两个参数分别是变量名和OPC标签名称。因为OPC DA协议传递的是object类型，所以在注册变量信息时无需数据类型参数。注册了变量后，我们在窗体上添加一个定时器和两个文本框。在定时器的触发事件中我们读取这两个变量的值显示到文本框里。

图10 读取变量

从上图中可以看到，无论是S7还是OPC，它们的使用方法都是一样的，我们只需要根据变量名就可以获取数据。数据的读取由控件后台自动执行。保存并运行程序，我们就可以看到效果了。

图11 读取数据

如果要写数据的话也很简单。窗体上添加一个按钮，点击事件中写入下面代码。

图12 写入变量

上图中的代码很简单，调用Write方法，将变量“Tag1”的值更新为99.9。保存并运行程序，点击按钮就可以看到效果了。

图13 写入数据

后续我们还将在类库中集成Modbus TCP、FINS等协议，为自己使用C#开发SCADA提供更多的选择。

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