七天学习plc加机器视觉之 openness 接口开发 ,Visual Studio 2022中配置c# 支持openness 开发西门子复杂工程

Openness 开源项目工程代码实现方案 | Openness 源码开发、部署与使用全指南

一、七天学会plc 加机器视觉之如何c# 中配置openness 接口开发plc 复杂工程
以下内容不只示操作流程，更是技术参考文档，属内部vip文档公司，包括提示词工程参考，

1.1 关键词布局

核心关键词：Openness、Openness 工程代码、Openness 源码、Openness 代码开发、Openness 项目部署

长尾关键词：Openness 代码编写规范、Openness 工程搭建、Openness 源码使用教程、Openness 开发实战

1.2 项目简介

Openness 是一款主打开放架构、高兼容性、可拓展性的通用工程框架 / 工具项目，本文档围绕 Openness 工程代码 完成全流程开发、代码编写、环境配置、运行调试、二次开发等内容梳理，面向开发人员、运维人员、技术学习者提供完整的 Openness 工程代码落地方案。

本文档完整记录 Openness 工程代码的设计思路、代码实现、目录结构、运行逻辑，可直接用于项目搭建、二次开发与生产环境部署。

二、Openness 工程整体架构（Visual Studio 2022中配置c# 支持openness 开发西门子复杂工程）码、定制模块，可基于本文基础代码进行二次开发。重要部份不只流程，更有提示词参考更有价值

TIA Portal Openness 工程代码实操全文档（博图自动化开发）

关键词：TIA Portal Openness、西门子博图二次开发、C# 操作博图、SCL 代码生成、LAD 梯形图生成、博图自动化编程

什么是 Openness（先纠正一个误解）
环境与前置条件
创建工程并引用 Openness
连接博图与读取项目
生成程序方式一：SCL（推荐入门）
生成程序方式二：梯形图 LAD（核心，含成功方案）
全部踩坑根因速查表
可复用核心代码（实测通过）
标准工作流程与速查清单

1. 什么是 Openness（先纠正一个误解）

TIA Portal Openness 是西门子官方的 .NET API，可通过代码自动化操作博图软件，支持创建项目、添加设备、生成程序块、编译、导入导出、程序下载等全流程操作。

表格

开发需求	对应技术方案
自动化操作博图（建项目、编写程序块、编译、下载）	✅ Openness
博图程序下载 / 在线连接 S7-1200 / PLCSIM 仿真	✅ Openness 内置 `DownloadProvider` / `OnlineProvider`
直接读写运行中 PLC 的实时变量	❌ 不使用 Openness，推荐 S7 通信 (Sharp7/S7netPlus) 或 OPC UA

核心总结：Openness 操作的是博图软件 / 离线工程数据，并非运行状态下的 PLC；它读取的是项目内组态设备，而非仿真 / 真机中正在运行的 PLC。

2. 环境与前置条件（缺一不可）

2.1 基础环境要求

表格

项目	版本 / 配置	补充说明
TIA Portal	V18（内置 Openness 组件）	博图安装默认附带 Openness，无需单独安装
开发工具	Visual Studio 2022	仅需创建 C# 控制台项目即可
运行框架	.NET Framework 4.8	V18 推荐版本，4.7.2 易出现 DLL 加载失败
核心引用 DLL	`Siemens.Engineering.dll`	路径：`C:\Program Files\Siemens\Automation\Portal V18\PublicAPI\V18\`
Windows 用户组	加入 `Siemens TIA Openness`	高频报错根源，未加入会直接提示「拒绝访问」

2.2 加入 Openness 用户组（必做）

以管理员身份打开 PowerShell，执行以下命令：

powershell

# 将当前用户加入 Openness 用户组
net localgroup "Siemens TIA Openness" "$env:USERNAME" /add
# 验证是否添加成功
net localgroup "Siemens TIA Openness"

重要：添加完成后必须注销 Windows 并重新登录，配置方可生效。

3. 创建工程并引用 Openness

3.1 新建项目

在 Visual Studio 2022 中，新建 .NET Framework 4.8 控制台应用。

3.2 项目引用配置

编辑 .csproj 文件，添加 Siemens.Engineering 引用，必须设置 Private=False（运行时自动从注册表解析路径，不复制 DLL 到 bin 目录）：

xml

<Reference Include="Siemens.Engineering">
  <HintPath>C:\Program Files\Siemens\Automation\Portal V18\PublicAPI\V18\Siemens.Engineering.dll</HintPath>
  <SpecificVersion>False</SpecificVersion>
  <Private>False</Private>
</Reference>

3.3 App.config 框架配置

xml

<startup>
  <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.8" />
</startup>

3.4 程序集解析（AssemblyResolve 核心代码）

Siemens.Engineering.dll 不会拷贝至运行目录，需要注册程序集解析事件，从系统注册表精准匹配 V18 版本 DLL。

坑点：系统可能存在多个博图版本（V15.1/V16/V17/V18），不做版本判断会加载低版本 DLL，触发 TypeLoadException。

编码规则：必须在调用任何 Openness 类型前注册解析事件。

csharp

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Reflection;
using Microsoft.Win32;
using System.Linq;

namespace TiaOpennessDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 第一步：注册程序集解析事件
            AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve += OpennessAssemblyResolver;
            // 第二步：执行业务代码
            Run();
        }

        private static void Run()
        {
            // 后续所有博图操作代码写在此方法内
        }

        /// <summary>
        /// Openness DLL 注册表解析器（精准匹配版本）
        /// </summary>
        private static Assembly OpennessAssemblyResolver(object sender, ResolveEventArgs args)
        {
            var requested = new AssemblyName(args.Name);
            if (!requested.Name.StartsWith("Siemens.Engineering", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                return null;

            using (var baseKey = RegistryKey.OpenBaseKey(RegistryHive.LocalMachine, RegistryView.Registry64)
                .OpenSubKey(@"SOFTWARE\Siemens\Automation\Openness"))
            {
                if (baseKey == null) return null;
                var candidates = new List<KeyValuePair<Version, string>>();

                foreach (string ver in baseKey.GetSubKeyNames())
                    using (var api = baseKey.OpenSubKey(ver + @"\PublicAPI"))
                    {
                        if (api == null) continue;
                        foreach (string asmVer in api.GetSubKeyNames())
                            using (var k = api.OpenSubKey(asmVer))
                            {
                                string path = k?.GetValue(requested.Name) as string;
                                if (string.IsNullOrEmpty(path) || !File.Exists(path)) continue;
                                Version.TryParse(asmVer, out Version v);
                                candidates.Add(new KeyValuePair<Version, string>(v ?? new Version(0, 0), path));
                            }
                    }

                if (candidates.Count == 0) return null;
                // 优先匹配请求版本，无则使用最高版本
                string chosen = candidates.FirstOrDefault(c => c.Key == requested.Version).Value
                                ?? candidates.OrderByDescending(c => c.Key).First().Value;
                return Assembly.LoadFrom(chosen);
            }
        }
    }
}

4. 连接博图与读取项目

4.1 附加到已运行的博图进程

推荐用法：自动识别本地已打开的博图进程并附加，读取项目、设备信息。

csharp

using Siemens.Engineering;
using Siemens.Engineering.HW;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 附加博图进程，读取项目与设备信息
/// </summary>
private static void AttachTiaAndReadProject()
{
    foreach (var process in TiaPortal.GetProcesses())
    {
        using (TiaPortal tia = process.Attach())
        {
            Project project = tia.Projects.FirstOrDefault();
            if (project == null) continue;

            Console.WriteLine($"当前项目：{project.Name}，设备总数：{project.Devices.Count}");

            foreach (Device device in project.Devices)
                foreach (DeviceItem item in EnumerateDeviceItems(device))
                    Console.WriteLine($" - {item.Name} [{item.Classification}] {item.TypeIdentifier}");
        }
    }
}

/// <summary>
/// 递归遍历设备下所有子模块
/// </summary>
private static IEnumerable<DeviceItem> EnumerateDeviceItems(Device device)
{
    foreach (DeviceItem item in device.DeviceItems)
    {
        yield return item;
        foreach (var c in EnumerateDeviceItems(item))
            yield return c;
    }
}
private static IEnumerable<DeviceItem> EnumerateDeviceItems(DeviceItem parent)
{
    foreach (DeviceItem item in parent.DeviceItems)
    {
        yield return item;
        foreach (var c in EnumerateDeviceItems(item))
            yield return c;
    }
}

注意：首次执行 Attach() 时，博图会弹出访问授权框，需手动点击是，程序才会继续运行。

4.2 查找 PLC 软件容器

定位 CPU 对应的 PLC 程序容器（程序块、变量表均存储在此容器下）：

csharp

using Siemens.Engineering.HW.Features;
using Siemens.Engineering.SW;

/// <summary>
/// 查找项目中的 PlcSoftware（PLC 程序根容器）
/// </summary>
private static PlcSoftware FindPlcSoftware(Project project)
{
    foreach (Device d in project.Devices)
        foreach (DeviceItem it in EnumerateDeviceItems(d))
        {
            var container = it.GetService<SoftwareContainer>();
            if (container != null && container.Software is PlcSoftware plc)
                return plc;
        }
    return null;
}

4.3 强制切换离线模式（必做）

博图处于在线状态（连接仿真 / 真机）时，无法修改程序，会报错 This function is not supported in online mode。修改程序前强制切离线：

csharp

using Siemens.Engineering.Online;

/// <summary>
/// 将所有设备切换为离线模式
/// </summary>
private static void GoOfflineIfNeeded(Project project)
{
    foreach (Device d in project.Devices)
        foreach (DeviceItem it in EnumerateDeviceItems(d))
        {
            var online = it.GetService<OnlineProvider>();
            if (online != null && online.State != OnlineState.Offline)
                online.GoOffline();
        }
}

5. 生成程序方式一：SCL（推荐入门）

采用外部源 (External Source) 方案：直接编写 .scl 文本代码，由博图自动编译为程序块，无需手动处理复杂 XML，稳定性最高、排错简单。

csharp

using Siemens.Engineering.SW.ExternalSources;
using Siemens.Engineering.SW;
using System.Text;

/// <summary>
/// 生成 SCL 结构化控制语言程序块
/// </summary>
private static void GenerateScl(PlcSoftware plc)
{
    string dir = Environment.CurrentDirectory;
    string sclFile = Path.Combine(dir, "MotorControl_FwdRev.scl");

    // 编写 SCL 源代码
    string sclContent =
"FUNCTION \"MotorControl_FwdRev\" : Void\r\n" +
"{ S7_Optimized_Access := 'TRUE' }\r\n" +
"VERSION : 0.1\r\n\r\nBEGIN\r\n" +
"    %Q0.0 := (%I0.0 OR %Q0.0) AND NOT %I0.2 AND NOT %Q0.1;   // 正转，与反转互锁\r\n" +
"    %Q0.1 := (%I0.1 OR %Q0.1) AND NOT %I0.2 AND NOT %Q0.0;   // 反转，与正转互锁\r\n" +
"END_FUNCTION\r\n";

    // 写入本地文件（UTF-8 编码）
    File.WriteAllText(sclFile, sclContent, new UTF8Encoding(true));

    // 删除历史同名外部源，避免冲突
    var oldSource = plc.ExternalSourceGroup.ExternalSources.Find("MotorControl_FwdRev");
    if (oldSource != null) oldSource.Delete();

    // 从文件创建外部源并生成程序块
    PlcExternalSource source = plc.ExternalSourceGroup.ExternalSources.CreateFromFile("MotorControl_FwdRev", sclFile);
    var resultBlocks = source.GenerateBlocksFromSource(GenerateBlockOption.KeepOnError);

    foreach (var obj in resultBlocks)
    {
        if (obj is PlcBlock blk)
            Console.WriteLine($"✓ 成功生成块: {blk.Name} | 语言: {blk.ProgrammingLanguage}");
    }
}

适用场景：快速开发、逻辑调试、自动化生成代码；编译报错信息直观，是入门首选方案。

6. 生成程序方式二：梯形图 LAD（核心）

6.1 开发原则（避坑核心）

禁止手写完整梯形图 XML。TIA V18 的 LAD 块 XML 包含命名空间、接口、多语言文本等复杂结构，手写极易报错。

✅ 标准方案：

从博图导出正常可编译的梯形图块 XML（复用博图原生结构）；
仅修改内部 <NetworkSource> 节点，注入梯形图网络 FlgNet；
重新导入 XML 并编译。

6.2 FlgNet 基础结构示例

示例：M0.0 常闭触点 → Q0.0 线圈

xml

<FlgNet xmlns="http://www.siemens.com/automation/Openness/SW/NetworkSource/FlgNet/v4">
  <Parts>
    <Access Scope="GlobalVariable" UId="21"><Symbol><Component Name="M0_0" /></Symbol></Access>
    <Access Scope="GlobalVariable" UId="22"><Symbol><Component Name="Q0_0" /></Symbol></Access>
    <Part Name="Contact" UId="23"><Negated Name="operand" /></Part>
    <Part Name="Coil" UId="24" />
  </Parts>
  <Wires>
    <Wire UId="25"><Powerrail /><NameCon UId="23" Name="in" /></Wire>
    <Wire UId="26"><IdentCon UId="21" /><NameCon UId="23" Name="operand" /></Wire>
    <Wire UId="27"><NameCon UId="23" Name="out" /><NameCon UId="24" Name="in" /></Wire>
    <Wire UId="28"><IdentCon UId="22" /><NameCon UId="24" Name="operand" /></Wire>
  </Wires>
</FlgNet>

常开触点：删除 <Negated Name="operand"/>；
变量引用异常（显示 ???）：原因是变量表未提前创建；
V18 固定命名空间：http://www.siemens.com/automation/Openness/SW/NetworkSource/FlgNet/v4。

6.3 完整可运行代码（实测通过）

csharp

using Siemens.Engineering.SW;
using Siemens.Engineering.SW.Blocks;
using Siemens.Engineering.SW.Tags;
using Siemens.Engineering.Compiler;
using System.Xml.Linq;

/// <summary>
/// 生成 LAD 梯形图程序（实测可用）
/// </summary>
private static void GenerateLadder(PlcSoftware plc)
{
    string dir = Environment.CurrentDirectory;

    // 1. 提前创建变量表与变量（解决梯形图 ??? 问题）
    PlcTagTable tagTable = plc.TagTableGroup.TagTables.Find("OpennessTags") as PlcTagTable
                           ?? plc.TagTableGroup.TagTables.Create("OpennessTags");
    if (tagTable.Tags.Find("M0_0") == null) tagTable.Tags.Create("M0_0", "Bool", "%M0.0");
    if (tagTable.Tags.Find("Q0_0") == null) tagTable.Tags.Create("Q0_0", "Bool", "%Q0.0");

    // 2. 定位 Main 主程序块
    PlcBlock mainBlock = plc.BlockGroup.Blocks.Find("Main") as PlcBlock
                         ?? plc.BlockGroup.Blocks.OfType<PlcBlock>().FirstOrDefault();
    if (mainBlock == null)
    {
        Console.WriteLine("未找到 Main 块");
        return;
    }

    // 3. 块未编译则先编译（未编译块无法导出 XML）
    if (!mainBlock.IsConsistent)
        mainBlock.GetService<ICompilable>().Compile();

    // 4. 导出原生 XML
    string exportPath = Path.Combine(dir, "Main_export.xml");
    string modifyPath = Path.Combine(dir, "Main_modified.xml");
    mainBlock.Export(new FileInfo(exportPath), ExportOptions.WithDefaults);

    // 5. 编辑 XML，注入梯形图 FlgNet 网络
    XDocument xmlDoc = XDocument.Load(exportPath);
    XElement netSource = xmlDoc.Descendants().First(e => e.Name.LocalName == "NetworkSource");
    XNamespace flgNs = "http://www.siemens.com/automation/Openness/SW/NetworkSource/FlgNet/v4";
    netSource.RemoveNodes();

    // 拼接 FlgNet 内容
    netSource.Add(new XElement(flgNs + "FlgNet",
        new XElement(flgNs + "Parts",
            new XElement(flgNs + "Access", new XAttribute("Scope", "GlobalVariable"), new XAttribute("UId", "21"),
                new XElement(flgNs + "Symbol", new XElement(flgNs + "Component", new XAttribute("Name", "M0_0")))),
            new XElement(flgNs + "Access", new XAttribute("Scope", "GlobalVariable"), new XAttribute("UId", "22"),
                new XElement(flgNs + "Symbol", new XElement(flgNs + "Component", new XAttribute("Name", "Q0_0")))),
            new XElement(flgNs + "Part", new XAttribute("Name", "Contact"), new XAttribute("UId", "23"),
                new XElement(flgNs + "Negated", new XAttribute("Name", "operand"))),
            new XElement(flgNs + "Part", new XAttribute("Name", "Coil"), new XAttribute("UId", "24"))
        ),
        new XElement(flgNs + "Wires",
            new XElement(flgNs + "Wire", new XAttribute("UId", "25"),
                new XElement(flgNs + "Powerrail"),
                new XElement(flgNs + "NameCon", new XAttribute("UId", "23"), new XAttribute("Name", "in"))),
            new XElement(flgNs + "Wire", new XAttribute("UId", "26"),
                new XElement(flgNs + "IdentCon", new XAttribute("UId", "21")),
                new XElement(flgNs + "NameCon", new XAttribute("UId", "23"), new XAttribute("Name", "operand"))),
            new XElement(flgNs + "Wire", new XAttribute("UId", "27"),
                new XElement(flgNs + "NameCon", new XAttribute("UId", "23"), new XAttribute("Name", "out")),
                new XElement(flgNs + "NameCon", new XAttribute("UId", "24"), new XAttribute("Name", "in"))),
            new XElement(flgNs + "Wire", new XAttribute("UId", "28"),
                new XElement(flgNs + "IdentCon", new XAttribute("UId", "22")),
                new XElement(flgNs + "NameCon", new XAttribute("UId", "24"), new XAttribute("Name", "operand")))
        )
    ));

    xmlDoc.Save(modifyPath);

    // 6. 导入修改后的 XML 并编译验证
    var importResult = plc.BlockGroup.Blocks.Import(new FileInfo(modifyPath), ImportOptions.Override);
    foreach (var item in importResult)
    {
        if (item is PlcBlock blk)
        {
            Console.WriteLine($"导入块: {blk.Name} | 语言: {blk.ProgrammingLanguage}");
            CompileBlock(blk);
        }
    }
}

/// <summary>
/// 编译程序块并输出编译日志
/// </summary>
private static void CompileBlock(PlcBlock block)
{
    var compileResult = block.GetService<ICompilable>().Compile();
    Console.WriteLine($"编译结果: {compileResult.State} | 错误数: {compileResult.ErrorCount} | 警告数: {compileResult.WarningCount}");
    foreach (var msg in compileResult.Messages)
        Console.WriteLine($"[{msg.State}] {msg.Path} : {msg.Description}");
}

7. 全部踩坑根因速查表

表格

序号	报错 / 现象	根本原因	解决方案
1	`TypeLoadException` 找不到 `ProjectBase`	加载了低版本 DLL（V15.1）	启用 `AssemblyResolve` 按版本精准匹配 V18 DLL
2	`not supported in online mode`	博图处于在线连接状态	调用 `OnlineProvider.GoOffline()` 切换离线
3	梯形图触点显示 `???`	变量未提前创建 / XML 引用异常	优先创建 PLC 变量表与变量；使用完整导出 XML
4	`Inconsistent blocks cannot be exported`	程序块从未编译，状态不一致	导出 XML 前先执行 `Compile()` 编译块
5	`Missing 'Namespace' identifier attribute`	手写 XML 缺失 V18 命名空间	不手写整块 XML，基于博图导出的原生 XML 修改
6	导出 XML 无 `<FlgNet>` 节点	原块网络为空	手动向 `<NetworkSource>` 注入 FlgNet 内容
-	执行 `Attach()` 后程序阻塞	博图未授权访问	切换到博图，点击授权弹窗「是」
-	控制台中文乱码	系统代码页不匹配	设置控制台编码为 UTF-8（不影响功能运行）

8. 可复用核心代码汇总

8.1 项目引用与命名空间

程序集引用

Siemens.Engineering.dll（V18，Private=False）
System.Xml.Linq

通用 using 引用

csharp

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Linq;
using Microsoft.Win32;
using System.Xml.Linq;

using Siemens.Engineering;
using Siemens.Engineering.HW;
using Siemens.Engineering.HW.Features;
using Siemens.Engineering.SW;
using Siemens.Engineering.SW.Blocks;
using Siemens.Engineering.SW.Tags;
using Siemens.Engineering.SW.ExternalSources;
using Siemens.Engineering.Online;
using Siemens.Engineering.Compiler;

8.2 通用工具方法

文档内所有通用方法：

OpennessAssemblyResolver：DLL 注册表解析
EnumerateDeviceItems：递归遍历设备子项
FindPlcSoftware：查找 PLC 程序容器
GoOfflineIfNeeded：批量切离线
CompileBlock：编译块并输出日志
GenerateScl：生成 SCL 代码
GenerateLadder：生成 LAD 梯形图

9. 标准工作流程与速查清单

9.1 一次性环境准备（仅首次配置）

安装 TIA Portal V18 + Visual Studio 2022
安装 .NET Framework 4.8
将当前 Windows 用户加入 Siemens TIA Openness 用户组，注销重登
项目引用 Siemens.Engineering.dll，配置 Private=False

9.2 代码运行标准流程

注册 AssemblyResolve（必须最先执行）
调用 TiaPortal.GetProcesses() + Attach() 附加博图进程，手动授权
读取项目，调用 FindPlcSoftware 定位 PLC 容器
执行 GoOfflineIfNeeded，强制切换离线模式
提前创建 PLC 变量表与变量（规避梯形图 ???）
目标程序块若未编译，先执行 Compile()
导出原生块 XML，修改 <NetworkSource> 注入梯形图网络
导入 XML 覆盖原块，再次编译验证
保存项目，流程结束

文档使用说明

格式：Markdown 格式，可直接导入 Typora、GitBook、语雀、CSDN 等平台；全选复制可粘贴至 Word。
SEO 优化：全文自然植入核心关键词，层级清晰、目录索引完善，适合知识库 / 技术博客发布。
代码说明：所有 C# 代码基于 TIA Portal V18 + .NET Framework 4.8 实测通过，可直接复用。

posted @ 2026-06-07 21:24 鬼门元歌阅读(34) 评论(0) 收藏举报

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七天学习plc加机器视觉之 openness 接口开发 ,Visual Studio 2022中配置c# 支持openness 开发西门子复杂工程

一、七天学会plc 加机器视觉 之如何c# 中配置openness 接口开发plc 复杂工程以下内容不只示操作流程，更是技术参考文档，属内部vip文档公司，包括提示词工程参考，

1.1 关键词布局

1.2 项目简介

二、Openness 工程整体架构（Visual Studio 2022中配置c# 支持openness 开发西门子复杂工程）码、定制模块，可基于本文基础代码进行二次开发。重要部份不只流程，更有提示词参考更有价值

TIA Portal Openness 工程代码实操全文档（博图自动化开发）

目录

1. 什么是 Openness（先纠正一个误解）

2. 环境与前置条件（缺一不可）

2.1 基础环境要求

2.2 加入 Openness 用户组（必做）

3. 创建工程并引用 Openness

3.1 新建项目

3.2 项目引用配置

3.3 App.config 框架配置

3.4 程序集解析（AssemblyResolve 核心代码）

4. 连接博图与读取项目

4.1 附加到已运行的博图进程

4.2 查找 PLC 软件容器

4.3 强制切换离线模式（必做）

5. 生成程序方式一：SCL（推荐入门）

6. 生成程序方式二：梯形图 LAD（核心）

6.1 开发原则（避坑核心）

6.2 FlgNet 基础结构示例

6.3 完整可运行代码（实测通过）

7. 全部踩坑根因速查表

8. 可复用核心代码汇总

8.1 项目引用与命名空间

8.2 通用工具方法

9. 标准工作流程与速查清单

9.1 一次性环境准备（仅首次配置）

9.2 代码运行标准流程

文档使用说明

公告

一、七天学会plc 加机器视觉之如何c# 中配置openness 接口开发plc 复杂工程
以下内容不只示操作流程，更是技术参考文档，属内部vip文档公司，包括提示词工程参考，