背景

        在公司项目中，需要用到和PLC进行通讯，经过搜索后查询到使用JAVA与PLC通信两种方式，测试后达到正常读写的目的，于是记录下学习过程。

环境

Spring+SpringMVC+MybatisPlus  / SpringBoot

PLC: 西门子 S7-1500/S7-1200(1214C)

PLC设置

 第一步： 使用  TIA Portal 创建DB数据块，设置地址为：12 （地址可设置为1-59999 任意一个数字）；

 第二步：在DB块中插入新行，此处设置了8个Bool类型，1个Byte、3个String（参考）

        首次添加时不会显示“偏移量”，需要右键数据块,选择属性，在‘常规-属性’中，取消‘优化的块访问’后将程序下载到设备后即可以看到偏移量。

 正在准备设备模拟文章中...

JAVA使用S7Connector读写数据

读取/写入单个数据

第一步： 在pom中增加依赖：添加s7Connector依赖。

  <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.s7connector/s7connector --><dependency><groupId>com.github.s7connector</groupId><artifactId>s7connector</artifactId><version>2.1</version></dependency>

        当前项目中需要和PLC通信实现读取PLC地址中的数据、向PLC地址中写入数据，所以下面通过三个方法来实现 连接-读取-写入 这三个目标。
第二步： 初始化PLC链接

/*** 初始化PLC连接*/public S7Connector initConnect(){//PLC地址String ipAddress = "192.168.1.2";//默认端口String port = "102";S7Connector s7Connector =  S7ConnectorFactory.buildTCPConnector().withHost(ipAddress).withPort(port).withTimeout(10000) //连接超时时间.withRack(0) .withSlot(1) .build();S7Serializer  s7Serializer2L = S7SerializerFactory.buildSerializer(s7Connector);return s7Connector;}

第三步：读取PLC地址中的数据

         PLC中待读取的数据地址为DB1000，偏移量为2，数据类型word (2位的16进制数据)；

         （稍后补充PLC截图）

        读取PLC中数据很简单，调用s7connect.read 即可，但是需要根据PLC中存储的数据类型将二进制数组解析为Java数据类型；

/**
* 读取PLC中的数据，字符串类型
*
**/
public void readPlcData() {S7Connector s7Connector = initConnect(); //第一个参数：DaveArea.DB 表示读取PLC的地址区域为DB//第二个参数：DB地址，若plc中是DB1000，则填1000   //第三个参数：数据长度， <=plc中两个偏移量的间隔，当前偏移量为1000，下一个地址偏移量为1100，则长度可填 0-1000；//第三个参数：偏移量byte[] barcodeByte = s7Connector.read(DaveArea.DB, 1000, 2, 0);//由于当前PLC地址中保存的数据类型是字符串类型，所以直接将byte[] 转成string即可；String barcode = new String(barcodeByte);System.out.println(barcode);try {s7Connector.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}

读取PLC 中word类型的数据如下：

/**
* 读取PLC中的数据
*
**/
public void readPlcData() {S7Connector s7Connector = initConnect(); //第一个参数：DaveArea.DB 表示读取PLC的地址区域为DB//第二个参数：DB地址，若plc中是DB1000，则填1000   //第三个参数：数据长度， <=plc中两个偏移量的间隔，当前偏移量为1000，下一个地址偏移量为1100，则长度可填 0-1000；//第四个参数：偏移量byte[] barcodeByte = s7Connector.read(DaveArea.DB, 1000, 2, 0);//由于当前PLC地址中保存的数据类型是字符串类型，所以直接将byte[] 转成string即可；String barcode =byteToHex(barcodeByte);System.out.println(barcode);try {s7Connector.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}/*** byte数组转hex* @param bytes* @return*/public static String byteToHex(byte[] bytes){String strHex = "";StringBuilder sb = new StringBuilder("");for (int n = 0; n < bytes.length; n++) {strHex = Integer.toHexString(bytes[n] & 0xFF);sb.append((strHex.length() == 1) ? "0" + strHex : strHex); // 每个字节由两个字符表示，位数不够，高位补0}return sb.toString().trim();}

第四步：向PLC地址中写入数据

 写入数据与读取数据类似，调用write方法即可；但是注意写数据时数据类型需要转成二进制数组；

/**
* 向PLC中写数据
*
**/
public void writePlcData() {S7Connector s7Connector = initConnect(); //第一个参数：DaveArea.DB 表示读取PLC的地址区域为DB//第二个参数：DB地址，若plc中是DB1000，则填1000   //第三个参数：偏移量//第四个参数：写入的数据 二进制数组byte[],由于plc中地址的数据类型是word，所以写入的数据必须是4位的16进制数据connector2L.write(DaveArea.DB,1000, 4,hexStringToBytes("0001"));try {s7Connector.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}/*** 将16进制字符串转成二进制数组* @param hexString* @return*/public static byte[] hexStringToBytes(String hexString) {if (hexString == null || hexString.equals("")) {return null;}hexString = hexString.toUpperCase();int length = hexString.length() / 2;char[] hexChars = hexString.toCharArray();byte[] d = new byte[length];for (int i = 0; i < length; i++) {int pos = i * 2;d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1]));}return d;}

        以上方式为读取/写入数据块单个偏移量的数据，下面的方式为批量读取/写入数据块数据。

批量读取/写入数据        

与单个读取/写入数据相同，第一步也是需要创建连接，然后再进行读取/写入：

第一步：创建连接

/*** 初始化PLC连接*/public S7Connector initConnect(){//PLC地址String ipAddress = "192.168.1.2";//默认端口String port = "102";S7Connector s7Connector =  S7ConnectorFactory.buildTCPConnector().withHost(ipAddress).withPort(port).withTimeout(10000) //连接超时时间.withRack(0) .withSlot(1) .build();S7Serializer  s7Serializer2L = S7SerializerFactory.buildSerializer(s7Connector);return s7Connector;}

第二步：根据数据块以及偏移量创建对象

import com.github.s7connector.api.annotation.S7Variable;
import com.github.s7connector.impl.utils.S7Type;
import lombok.Data;@Data
public class PLCData {/*** type是这个点位在PLC中设置的类型，源码会解析其长度；* byteOffset对应PLC偏移量中的整数部分;* bitOffset指偏移量的小数部分，bitOffset指第几个bit.* byteOffset和bitOffset 也可理解为返回的byte[]中第byteOffset到bitOffset*/@S7Variable(type= S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 0)public Boolean data10;//bool型的值不要用private@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 1)public Boolean data11;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 2)public Boolean data12;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 3)public Boolean data13;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 4)public Boolean data14;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 5)public Boolean data15;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 6)public Boolean data16;@S7Variable(type=S7Type.BOOL,byteOffset = 0,bitOffset = 7)public Boolean data17;@S7Variable(type=S7Type.BYTE,byteOffset = 1,bitOffset = 0)public Byte dataB1;@S7Variable(type=S7Type.STRING,byteOffset = 2,bitOffset = 0)public String dataS1;@S7Variable(type=S7Type.STRING,byteOffset = 258,bitOffset = 40)public String dataS2;@S7Variable(type=S7Type.STRING,byteOffset = 514,bitOffset = 40)public String dataS3;@S7Variable(type=S7Type.STRING,byteOffset = 770)public String dataS4;}

第三步：读取数据

       通过dispense 即可读取在对象中设置的所有数据（根据偏移量自动填充到对象的属性中。）

//参数1：根据偏移量和数据类型创建的对象
//参数2：DB数据块地址
//参数3：数据偏移量-返回的byte向后延几位
PlcDb plcDb = S7ConnectUti.getS7Serializer().dispense(PlcDb.class,12,0);

第四步：写入数据

/**
* address: DB数据块地址
* offset： 偏移量
* plcDb :  根据DB块的偏移量和数据类型创建的对象-需要修改的数据对应的属性需要赋值
*/public static void writeBooleanPlcData(Integer address,Integer offset,PlcDb plcDb) {getS7Serializer().store(plcDb,address, offset);}//示例
PlcDb plcDbWrite = new PlcDb();
plcDbWrite.setData10(true);
S7ConnectUti.writeBooleanPlcData(12,0,plcDbWrite);

源码地址：

PLCConnectDemo: JAVA连接PLC，S7connect、OPCUA（Milo）

方法在utils下面的   S7ConnectUti 中。

问题记录：

1. 提示错误：Result: the CPU does not support reading a bit block of length<>1

检查查询的实体类中字段是否为public，若为private则会出现错误。

2. 提示错误： the desired address is beyond limit for this PLC

JAVA数据类型和PLC中的数据类型不匹配，我的错误为PLC中类型为Array[0..9] of char，不能使用String直接接收，需要使用上文中【读取PLC地址中的数据】单独读取并进行解析。