西门子S7通讯——基于Snap7

2024-04-28 18:44

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本文主要是介绍西门子S7通讯——基于Snap7，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

0.环境配置

0.0 下载 Snap源码：

官网地址：https://snap7.sourceforge.net/
这里我下载的 1.4.2/snap7-full-1.4.2.7z 。

0.1 库编译与安装

这里我使用的是 x86 架构下的 Unbuntu 64 位系统，如果使用其他系统，请根据实际情况调整。

解压并进入源码文件目录下，这里解压出来的文件名称为：snap7-full-1.4.2
编译并安装sanp7库

sudo make -f x86_64_linux.mk clean
sudo make -f x86_64_linux.mk all
sudo make -f x86_64_linux.mk install

将 .h 、.cpp 和库文件拷贝到程序依赖文件目录
- 1.3.1 库文件路径位于：./snap7-full-1.4.2/build/bin/x86_64-linux/libsnap7.so
- 1.3.2 .h 与 .cpp 路径: ./snap7-full-1.4.2/examples/cpp/snap7.h 和 ./snap7-full-1.4.2/examples/cpp/snap7.cpp

1.连接PLC

此处需要在博图软件中，查询到PLC所配置的网络的地址，并将电脑配置到同一网段。此外还需要获知所需读写的PLC的机架号与槽号，连接时需要用到。

/* RemAddress: PLC IP 地址* Rack: PLC 机架号* slot: PLC 槽号*/
int ConnectTo(const char *RemAddress, int Rack, int Slot);

// 示例
TS7Client *client_ = new TS7Client();
int result = 0;
if((result = client_->ConnectTo(PLC_IP, PLC_RACK_NUMBER, PLC_SLOT_NUMBER) != 0)) {std::cerr << "Connect PLC Error ! err msg : "<< CliErrorText(result).data() << std::endl;
}

2. 读写操作

2.1 使用DBRead读写

读取一个bool值

/*	DBNumber：DB 区编号*	Start：起始地址*	Size：读取的字节数，最少读取一个字节。*	*pUsrData 存储数据的变量指针。*/
int DBRead(int DBNumber, int Start, int Size, void *pUsrData);

// 在读取完成后，需要手动进行位运算，其中低位为x.0。
bool value = false;
unsigned char data;
client_->DBRead(66, 0, 1, &data);
value = ((data >> 3) & 1);

写一个bool值

/*	DBNumber：DB 区编号- Start：起始地址- Size：写入的字节数，最少写入一个字节。- *pUsrData 存储数据的变量指针。*/
int DBWrite(int DBNumber, int Start, int Size, void *pUsrData)

// 在读取完成后，需要手动进行位运算，其中低位为x.0。
bool value = false;
unsigned char data;
data = value > 0 ? (data | (value << 3)) : (data & (~(value << 3)));
client_->DBWrite(66, 0, 1, &data);

此外，还有MBRead、MBWrite、EBRead、EBWrite等等，使用方法上除了无需传入DBNumber外相同。

2.2 使用 ReadArea 与 WriteArea 进行读写操作

相较于 DBRead 和 DBWrite 等函数接口，使用 ReadArea 和 WriteArea 的可操作行更高。从源码中看，实际上 DBRead 和 DBWrite 等函数接口也均是基于 ReadArea 和 WriteArea 进行封装的。

ReadArea 数据块读取

/** Area : 数据块类型，需根据snap7.h中定义的 Area ID 输入- DBNumber：DB 区编号- Start：起始地址- Amount：需要读取的 WordLen 数量- WordLen：pUsrData 中的字节长度，需要使用根据snap7.h中定义的 Word Length 输入。- *pUsrData 存储数据的变量指针**/
int WriteArea(int Area, int DBNumber, int Start, int Amount, int WordLen, void *pUsrData)

// 示例
unsigned char data[sizeof(float)];
float read_real = 0.0f ;
int result = 0;if((result = client_->ReadArea(S7AreaDB, 66, 0x400, sizeof(float), S7WLByte, &data) != 0){std::cerr << "Read PLC area fail, error code : " << CliErrorText(result).data() << std::endl;
}// 数据端序转换 ！！！
for (int i = 0; i < sizeof(float); i++) {*((unsigned char*)read_real + i) = data[sizeof(float) - i - 1];
}std::count << "Read real : " << read_real << std::endl;

WriteArea 数据块写入

unsigned char data[sizeof(float)];
float read_real = 666.66f ;
int result = 0;for (int i = 0; i < sizeof(float); i++) {data[sizeof(float) - 1 - i] = *((unsigned char*)read_real + i);
}if((result = client_->WriteArea(S7AreaDB, 66, 0x400, sizeof(float), S7WLByte, &data) != 0){std::cerr << "Read PLC area fail, error code : " << CliErrorText(result).data() << std::endl;
}std::count << "Read real : " << read_real << std::endl;

注意：
1、当 WordLen 类型为 S7WLBit 时，Amount只能为 1 ，否则会抛出数据长度超出限制。
2、WordLen 输入 S7WLByte 实际上相当于我们常用的枚举，和当中的值无关。
3、 pUsrData中使用 “Byte” 类型读取时，所存储的数据端序为 “大端序” 。而我们PC通常所用 x86 架构的CPU为 “小端序” 存储；ARM 则默认为 “小端序”，但可配置端序。C/C++编程的数据存储方式与机器所使用的CPU有关，所以我们需要自行转换端序。

这里为了方便读取一整个 Struct ，我使用的是一个 unsigned char 的数组，最后根据根据实际情况机型解析。

调试过程中，我在输入地址为十进制时，则会抛出一个 “errCliAddressOutOfRange” 的错误，填写十六进制地址时，则能够正常读写。目前未知具体原因。