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本文将使用一个gitHub开源的组件威廉希尔官方网站
来读写三菱的plc数据,使用的是基于以太网的TCP/IP实现,不需要额外的组件,读取操作只要放到后台线程就不会卡死线程,本组件支持超级方便的高性能读写操作
本文将展示如何配置网络参数及怎样使用代码来访问PLC数据,希望给有需要的人解决一些实际问题。主要对三菱的不同协议的不同数据块的数据读写,亲测有效。 此处使用了网线直接的方式,如果PLC接进了局域网,就可以进行远程读写了^_^ 导入 HslCommunication.py 后,事实上只需要这么一个库就够了,环境要求为python3.4+,支持的PLC的协议为MC协议,主要支持的细节如下: Qna3E协议的二进制类 MelsecMcNet Qna3E协议的ascii类 MelsecMcAsciiNet A兼容1E协议的二进制类 MelsecA1ENet 此处以3E协议的二进制为示例,其余两种的数据操作是一模一样的,如下: from HslCommunication import MelsecMcNet 随便聊聊 当我们一个上位机需要读取100台西门子PLC设备(此处只是举个例子,凡是都是使用Modbus tcp的都是一样的)的时候,你采用服务器主动去请求100台设备的机制对性能来说是个极大的考验,如果开100个线程去轮询100台设备,那么性能损失将是非常大的,更不用说再增加设备,如果搭建Modbus tcp服务器,就可以完美的解决性能问题,因为连接的压力将会平均分摊给每一台PLC,服务器端只要新增一个时间戳就可以知道客户端有没有连接上。 我们在100台PLC里都增加发送Modbus tcp方法,将数据发送到服务器的ip和端口上去,服务器根据站号来区分设备。这样就可以搭建一个高性能总站。 本组件支持快速搭建一个高性能的Modbus tcp总站。 关于两种模式 在PLC端,包括三菱,西门子,欧姆龙以及Modbus Tcp客户端的访问器上,都支持两种模式,短连接模式和长连接模式,现在就来解释下什么原理。 短连接:每次读写都是一个单独的请求,请求完毕也就关闭了,如果服务器的端口仅仅支持单连接,那么关闭后这个端口可以被其他连接复用,但是在频繁的网络请求下,容易发生异常,会有其他的请求不成功,尤其是多线程的情况下。 长连接:创建一个公用的连接通道,所有的读写请求都利用这个通道来完成,这样的话,读写性能更快速,即时多线程调用也不会影响,内部有同步机制。如果服务器的端口仅仅支持单连接,那么这个端口就被占用了,比如三菱的端口机制,西门子的Modbus tcp端口机制也是这样的。以下代码默认使用长连接,性能更高,还支持多线程同步。 在短连接的模式下,每次请求都是单独的访问,所以没有重连的困扰,在长连接的模式下,如果本次请求失败了,在下次请求的时候,会自动重新连接服务器,直到请求成功为止。另外,尽量所有的读写都对结果的成功进行判断。 关于日志记录 不管是三菱的数据访问类,还是西门子的,还是Modbus tcp访问类,都有一个LogNet属性用来记录日志,该属性是一个接口类,ILogNet,凡事继承该接口的都可以用来记录日志,该日志会在访问失败时,尤其是因为网络的原因导致访问失败时会进行日志记录(如果你为这个 LogNet 属性配置了真实的日志记录器的话):如果你想使用该记录日志的功能,请参照如下的博客进行实例化: python版本暂不支持。 访问测试项目(C#版本demo) 下面的一个项目是这个组件的访问测试项目,您可以进行初步的访问的测试,免去了您写测试程序的麻烦,三菱的界面和西门子的界面几乎是一致的。可以同时参考。该项目位于本篇文章开始处的Gitbub源代码里面的 演示项目 下面的三篇演示了具体如何去访问PLC的数据,我们在访问完成后,通常需要进行处理,以下的示例项目就演示了后台从PLC读取数据后,前台显示并推送给所有在线客户端的功能,客户端并进行图形化显示,具有一定的参考意义,并且推送给网页前端,项目地址为: 下面的图片示例中的左边程序就是服务器程序,它应该和PLC直接连接并接入局域网,然后把数据推送给客户端显示。注意:一个复杂高级的程序就应该把处理逻辑程序和界面程序分开,比如这里的服务器程序实现数据采集,推送,存储。让客户端程序去实现数据的整理,分析,显示,这样即使客户端程序因为BUG奔溃,服务器端仍然可以正常的工作。 三菱PLC篇(下面列举了三种配置方法,本组件支持二进制和ASCII通讯,支持1E帧兼容协议访问) Q06UDV Plc的访问测试感谢:hwdq0012 fx5u plc的访问测试感谢:山楂 Q02CPU, L02CPU-CM : 本人测试 感谢:小懒猪雨中人 的测试,VB程序也可以调用本通讯库 环境1:此处以GX Works3为示例,fx5u的配置如下: 环境2:此处以GX Works2为示例,测试PLC为L02CPU,内置了以太网协议 环境3:此处以GX Works2为示例,添加以太网模块,型号为QJ71E71-100,组态里添加完成后进行以太网的参数配置,此处需要注意的是:参数的配置对接下来的代码中配置参数要一一对应 注意:在PLC的以太网模块的配置中,无法设置网络号为0,也无法设置站号为0, 所以此处均设置为1,在C#程序中也使用上述的配置,在代码中均配置为0,如果您自定义设置为网络2, 站号8,那么在代码中就要写对应的数据。如果仍然通信失败,重新测试0,0。 打开设置:在上图中的打开设置选项,进行其他参数的配置,下图只是举了一个例子,开通了4个端口来支持读写操作: 端口号设置规则: 为了不与原先存在的系统发生冲突,您在添加自己的端口时尽量使用您自己的端口。 如果读写都需要,尽可能的将读取端口和写入端口区分开来,这样做比较高性能。 如果您的网络状态不是特别稳定,读取端口使用2个,一个受阻切换另一个读取可以提升系统的稳定性。 本文档仅作组件的测试,所以只用了一个端口作为读写。如果你的程序也使用了一个端口,那么你在读取数据时候, 刚好也在写入(异步操作可能发生这样的情况),那么写入会失败!)(在长连接模式下没有这个问题) 三菱PLC的数据主要由两类数据组成,位数据和字数据,在位数据中,例如X,Y,M,L都是位数据,字数据例如D,W。 两类的数据在读取解码上存在一点小差别。(事实上也可以先将16个M先赋值给一个D,读取D数据再进行解析, 在读取M的数量比较多的时候,这样操作效率更高) 关于两种地址的表示方式 第一种,使用系统的类来标识,比如M200,写成(MelsecDataType.M, 200)的表示形式,这样也可以去MelsecDataType里面找到所有支持的数据类型。 第二种,使用字符串表示,这个组件里所有的读写操作提供字符串表示的重载方法,所有的支持访问的类型对应如下,字符串的表示方式存在十进制和十六进制的区别: 输入继电器:“X100”,“X1A0” // 字符串为十六进制机制 输出继电器:“Y100” ,“Y1A0” // 字符串为十六进制机制 内部继电器:“M100”,“M200” // 字符串为十进制 锁存继电器:“L100” ,“L200” // 字符串为十进制 报警器: “F100”, “F200” // 字符串为十进制 边沿继电器:“V100” , “V200” // 字符串为十进制 链接继电器:“B100” , “B1A0” // 字符串为十六进制 步进继电器:“S100” , “S200” // 字符串为十进制 数据寄存器:“D100”, “D200” // 字符串为十进制 链接寄存器:“W100” ,“W1A0” // 字符串为十六进制 文件寄存器:“R100”,“R200” // 字符串为十进制 展示一些简单实用基础数据读写,这些数据的读写经过了实际的测试,如果需要更详细的文档,参考C#版本的,或是加VIP威廉希尔官方网站 支持群咨询。 from HslCommunication import MelsecMcNet from HslCommunication import SoftBasic def printReadResult(result): if result.IsSuccess: print(result.Content) else: print(“failed ”+result.Message) def printWriteResult(result): if result.IsSuccess: print(“success”) else: print(“falied ” + result.Message) if __name__ == “__main__”: print(SoftBasic.GetUniqueStringByGuidAndRandom()) melsecNet = MelsecMcNet(“192.168.8.12”,6002) if melsecNet.ConnectServer().IsSuccess == False: print(“connect falied ”) else: # bool read write test melsecNet.WriteBool(“M200”,True) printReadResult(melsecNet.ReadBool(“M200”)) # bool array read write test melsecNet.WriteBool(“M300”,[True,False,True,True,False]) printReadResult(melsecNet.ReadBool(“M300”,5)) # int16 read write test melsecNet.WriteInt16(“D200”, 12358) printReadResult(melsecNet.ReadInt16(“D200”)) # int16 read write test melsecNet.WriteInt16(“D201”, -12358) printReadResult(melsecNet.ReadInt16(“D201”)) # uint16 read write test melsecNet.WriteUInt16(“D202”, 52358) printReadResult(melsecNet.ReadUInt16(“D202”)) # int32 read write test melsecNet.WriteInt32(“D210”, 12345678) printReadResult(melsecNet.ReadInt32(“D210”)) # int32 read write test melsecNet.WriteInt32(“D212”, -12345678) printReadResult(melsecNet.ReadInt32(“D212”)) # uint32 read write test melsecNet.WriteUInt32(“D214”, 123456789) printReadResult(melsecNet.ReadInt32(“D214”)) # int64 read write test melsecNet.WriteInt64(“D220”, 12345678901234) printReadResult(melsecNet.ReadInt64(“D220”)) # float read write test melsecNet.WriteFloat(“D230”, 123.456) printReadResult(melsecNet.ReadFloat(“D230”)) # double read write test melsecNet.WriteDouble(“D240”, 123.456789) printReadResult(melsecNet.ReadDouble(“D240”)) # string read write test melsecNet.WriteString(“D250”, ‘123456’) printReadResult(melsecNet.ReadString(“D250”,3)) # int16 array read write test melsecNet.WriteInt16(“D260”, [123,456,789,-1234]) printReadResult(melsecNet.ReadInt16(“D260”,4)) melsecNet.ConnectClose() 需要注意的是,每次的数据交互您都可以判断是否成功,如果您不判断,如果网络断开或是异常,会影响程序的执行。 读写操作支持单个数和数组。 支持自定义的数据读写操作。直接调用Read方法,可以读取到原生的byte数组,然后进行组合数据。 |
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