运用VC#编程通过MPI方式与西门子S7系列PLC通讯
［关键词］： 运用VC#编程通过MPI方式与西门子S7系列PLC通讯 吴向阳 ,变频器与传动 ,电信/网络/通讯
西门子S7300/400系列的PLC没有公开通讯协议，但西门子公司提供的ProDave软件公开了一系列库函数，使用计算机高级语言调用这些函数，可实现以MPI的方式与PLC通讯。当今的高级语言VC#有着非常高效的开发手段，在把基础类库、标准模块都编好的情况下，开发监控界面的速度比WinCC慢不了多少，但灵活性却是WInCC无法比的。
大家只要找到西门子的ProDave中的动态连接库：W95_S7.DLL，并把它注册到你的计算机即可（当然，你若有一套完整的ProDave安装程序，安装即可自动注册），然后在C#这边编程调用，下面来讲解如何在C#中调用动态库。
由于W95_S7.DLL是用C语言编写的，很多函数接口不适用于C#,因此我们可以创建一个C#类库，把这些函数进行封装，每次开发监控界面调用此类库即可。
一、 C#中调用DLL库的方法
1、 在名称空间之前使用：
using System.Runtime.InteropServices; //用于调用动态库的接口，一定要引用
2、 导入每一个库函数，均要在函数声明之前使用属性字段：
[DllImport("w95_s7.dll")]
譬如与PLC建立连接的库函数load_tool(),应使用如下的方式进行声明：
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int load_tool(byte nr,string device,byte[,] adr_table);
二、 ProDave中的重要库函数介绍
1、 与PLC建立通讯连接的库函数：load_tool()
该函数必须在其他所有函数调用之前被调用，在C中的声明为：int load_tool(int nr,char* device,char* adr_table);由于C#在安全模式下不容许使用指针，因此我们把它转换成C#模式：
private extern static int load_tool(byte nr,string device,byte[,] adr_table);
参数 nr: 指定连接号1-4，一般设为1
device: 设备名称，西门子的示例是设为"s7online"，测试时，若改成其他名称好像连不上。
adr_table: 一个二维数组，指定一系列连接参数,依次为:MPI地址、保留为0、CPU槽号、CPU机架号。在一个MPI网络中若有多个CPU时，可指定一个以上的连接列。最后一列的参数的MPI地址应制定为0，以标志参数列结束。
e.g.一个MPI网中有两个CPU,他们的MPI地址分别为2和3，槽号均为2，机架号均为0，则可按如下方式调用： byte[,] bt={{2,0,2,0},{3,0,2,0},{0,0,0,0}};
int err=load_tool(1, "s7online",bt);
注：ProDave中的所有库函数均返回整数数据，为0表示调用该函数成功，为其他十进制数时，可以查找西门子文档，看是什么错误。
可以看出，上面的函数不利于我们使用，我们可对他进行封装：
<1>、在类之前声明用于传递参数列表的结构：
#region 定义与外部联系的结构变量
///
/// 定义MPI链接参数
///
public struct ConnectionInfo{
///
/// 定义CPU的MPI地址
///
public byte Addres;
///
/// 定义CPU的机架号
///
public byte Rack;
///
/// 定义CPU的槽号
///
public byte Slot;
}
#endregion
<2>、编写实现上述功能的公有方法：
#region 与动态库函数相对应的公开函数
///
/// 建立连接，同一个连接只容许调用一次
///
/// 连接号1-4
/// 指定链接参数
/// 返回10进制错误号，0表示没有错误
public static int Open(byte cnnNo,ConnectionInfo[] cnnInfo){
int err;
//传递参数不正确
if(cnnInfo.Length<=0){
return -1;
}
byte[,] btr=new byte[cnnInfo.Length+1,4];
//转换链接表
for(int i=0;i<cnninfo.length;i++){
btr[i,0]=cnnInfo[i].Addres;
btr[i,1]=0;
btr[i,2]=cnnInfo[i].Slot;
btr[i,3]=cnnInfo[i].Rack;
}
btr[cnnInfo.Length,0]=0;
btr[cnnInfo.Length,1]=0;
btr[cnnInfo.Length,2]=0;
btr[cnnInfo.Length,3]=0;
//调用初始化函数
err=load_tool(cnnNo,"s7online",btr);
return err;
}
#endregion
这样，我们需要打开连接时，可以使用如下方式：
ConnectionInfo[] cnn=new ConnectionInfo[2];
Cnn[0] .Addres=2;
Cnn[0].Slot=2;
Cnn[0].Rack=0;
Cnn[1] .Addres=3;
Cnn[1].Slot=2;
Cnn[1].Rack=0;
int err=Open(1,Cnn);
2、 断开连接的unload_tool()函数
该函数与load_tool()正好相反，用于断开与PLC的连接，一般在退出组态软件之前调用，该函数没有参数，C#声明方式如下：
private extern static int unload_tool();
3、 激活某一个连接的函数new_ss()
该函数用于设定与MPI网中的哪一个CPU通讯，其参数与load_tool中的参数adr_table所传递的连接参数顺序对应，譬如针对上例：new_ss(1)则激活第一个连接，即与MPI地址为2的PLC通讯,类似的new_ss(2)则激活与MPI地址为3的PLC通讯。若激活的连接在MPI网中没有，则返回错误号517。 C#声明方式如下：
private extern static int new_ss(byte no);
4、 读取PLC中的M字节的函数在C#中声明方式如下：
private extern static int m_field_read (short no,short anzahl,ref long buffer);
参数 no : 指定M字节号，譬如要读取MB10的值，则指定no等于10
Anzahl ：指定读取的字节数，譬如需要读取MB10至MB14之间的值，则可指定为5
Buffer : 返回获取的值，这是一个十进制的值，如果需要获取某一个M位的状态，需要把它转换成二进制，后面有介绍。
5、 向PLC中的M字节写入值在C#中声明方式如下：
private extern static int m_field_write(short no,short anzahl,ref long buffer);
参数 no和anzahl与m_field_read的一样，而buffer指定的是向PLC中写入的值。
例如：向MB15中写入值3，即将m15.0和m15.1强制为1，可调用函数如下：
int err= m_field_write(15,1,3);
三、 ProDave中的其他一些函数的C#声明方式如下：
///
/// 读取Output值
///
/// 指定QB号
/// 指定有多少个QB字节需要读出
/// 返回读出的值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int a_field_read (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 向Output写入值
///
/// 指定QB号
/// 指定有多少个QB字节需要写入
/// 指定写入值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int a_field_write (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 获取PLC的运行状态
///
/// 返回0或者1，0表示Run;1表示Stop或者Restart
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int ag_zustand (ref byte buffer);
///
/// 测试指定的DB块是否存在
///
/// 返回一系列块的存在状态，=0不存在，!=0存在
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_buch (ushort[] buffer);
///
/// 从DB中读取数据
///
/// 指定DB块号
/// 指定读取的起始字序号，=0表示DBW0,=1表示DBW2
/// 指定读取的对象有多少个字
/// 返回值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_read(int dbno, int dwno, ref int anzahl, ref long buffer);
///
/// 向DB中写入数据
///
/// 指定DB块号
/// 指定写入的起始字序号，=0表示DBW0,=1表示DBW2
/// 指定写入的对象有多少个字
/// 写入值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_write(int dbno, int dwno, ref int anzahl, ref long buffer);
///
/// 读取Input的值
///
/// 指定IB号
/// 指定有多少个IB字节需要读出
/// 读取返回的值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int e_field_read (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 获取MB变量的位状态值
大家只要找到西门子的ProDave中的动态连接库：W95_S7.DLL，并把它注册到你的计算机即可（当然，你若有一套完整的ProDave安装程序，安装即可自动注册），然后在C#这边编程调用，下面来讲解如何在C#中调用动态库。
由于W95_S7.DLL是用C语言编写的，很多函数接口不适用于C#,因此我们可以创建一个C#类库，把这些函数进行封装，每次开发监控界面调用此类库即可。
一、 C#中调用DLL库的方法
1、 在名称空间之前使用：
using System.Runtime.InteropServices; //用于调用动态库的接口，一定要引用
2、 导入每一个库函数，均要在函数声明之前使用属性字段：
[DllImport("w95_s7.dll")]
譬如与PLC建立连接的库函数load_tool(),应使用如下的方式进行声明：
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int load_tool(byte nr,string device,byte[,] adr_table);
二、 ProDave中的重要库函数介绍
1、 与PLC建立通讯连接的库函数：load_tool()
该函数必须在其他所有函数调用之前被调用，在C中的声明为：int load_tool(int nr,char* device,char* adr_table);由于C#在安全模式下不容许使用指针，因此我们把它转换成C#模式：
private extern static int load_tool(byte nr,string device,byte[,] adr_table);
参数 nr: 指定连接号1-4，一般设为1
device: 设备名称，西门子的示例是设为"s7online"，测试时，若改成其他名称好像连不上。
adr_table: 一个二维数组，指定一系列连接参数,依次为:MPI地址、保留为0、CPU槽号、CPU机架号。在一个MPI网络中若有多个CPU时，可指定一个以上的连接列。最后一列的参数的MPI地址应制定为0，以标志参数列结束。
e.g.一个MPI网中有两个CPU,他们的MPI地址分别为2和3，槽号均为2，机架号均为0，则可按如下方式调用： byte[,] bt={{2,0,2,0},{3,0,2,0},{0,0,0,0}};
int err=load_tool(1, "s7online",bt);
注：ProDave中的所有库函数均返回整数数据，为0表示调用该函数成功，为其他十进制数时，可以查找西门子文档，看是什么错误。
可以看出，上面的函数不利于我们使用，我们可对他进行封装：
<1>、在类之前声明用于传递参数列表的结构：
#region 定义与外部联系的结构变量
///
/// 定义MPI链接参数
///
public struct ConnectionInfo{
///
/// 定义CPU的MPI地址
///
public byte Addres;
///
/// 定义CPU的机架号
///
public byte Rack;
///
/// 定义CPU的槽号
///
public byte Slot;
}
#endregion
<2>、编写实现上述功能的公有方法：
#region 与动态库函数相对应的公开函数
///
/// 建立连接，同一个连接只容许调用一次
///
/// 连接号1-4
/// 指定链接参数
/// 返回10进制错误号，0表示没有错误
public static int Open(byte cnnNo,ConnectionInfo[] cnnInfo){
int err;
//传递参数不正确
if(cnnInfo.Length<=0){
return -1;
}
byte[,] btr=new byte[cnnInfo.Length+1,4];
//转换链接表
for(int i=0;i<cnninfo.length;i++){
btr[i,0]=cnnInfo[i].Addres;
btr[i,1]=0;
btr[i,2]=cnnInfo[i].Slot;
btr[i,3]=cnnInfo[i].Rack;
}
btr[cnnInfo.Length,0]=0;
btr[cnnInfo.Length,1]=0;
btr[cnnInfo.Length,2]=0;
btr[cnnInfo.Length,3]=0;
//调用初始化函数
err=load_tool(cnnNo,"s7online",btr);
return err;
}
#endregion
这样，我们需要打开连接时，可以使用如下方式：
ConnectionInfo[] cnn=new ConnectionInfo[2];
Cnn[0] .Addres=2;
Cnn[0].Slot=2;
Cnn[0].Rack=0;
Cnn[1] .Addres=3;
Cnn[1].Slot=2;
Cnn[1].Rack=0;
int err=Open(1,Cnn);
2、 断开连接的unload_tool()函数
该函数与load_tool()正好相反，用于断开与PLC的连接，一般在退出组态软件之前调用，该函数没有参数，C#声明方式如下：
private extern static int unload_tool();
3、 激活某一个连接的函数new_ss()
该函数用于设定与MPI网中的哪一个CPU通讯，其参数与load_tool中的参数adr_table所传递的连接参数顺序对应，譬如针对上例：new_ss(1)则激活第一个连接，即与MPI地址为2的PLC通讯,类似的new_ss(2)则激活与MPI地址为3的PLC通讯。若激活的连接在MPI网中没有，则返回错误号517。 C#声明方式如下：
private extern static int new_ss(byte no);
4、 读取PLC中的M字节的函数在C#中声明方式如下：
private extern static int m_field_read (short no,short anzahl,ref long buffer);
参数 no : 指定M字节号，譬如要读取MB10的值，则指定no等于10
Anzahl ：指定读取的字节数，譬如需要读取MB10至MB14之间的值，则可指定为5
Buffer : 返回获取的值，这是一个十进制的值，如果需要获取某一个M位的状态，需要把它转换成二进制，后面有介绍。
5、 向PLC中的M字节写入值在C#中声明方式如下：
private extern static int m_field_write(short no,short anzahl,ref long buffer);
参数 no和anzahl与m_field_read的一样，而buffer指定的是向PLC中写入的值。
例如：向MB15中写入值3，即将m15.0和m15.1强制为1，可调用函数如下：
int err= m_field_write(15,1,3);
三、 ProDave中的其他一些函数的C#声明方式如下：
///
/// 读取Output值
///
/// 指定QB号
/// 指定有多少个QB字节需要读出
/// 返回读出的值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int a_field_read (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 向Output写入值
///
/// 指定QB号
/// 指定有多少个QB字节需要写入
/// 指定写入值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int a_field_write (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 获取PLC的运行状态
///
/// 返回0或者1，0表示Run;1表示Stop或者Restart
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int ag_zustand (ref byte buffer);
///
/// 测试指定的DB块是否存在
///
/// 返回一系列块的存在状态，=0不存在，!=0存在
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_buch (ushort[] buffer);
///
/// 从DB中读取数据
///
/// 指定DB块号
/// 指定读取的起始字序号，=0表示DBW0,=1表示DBW2
/// 指定读取的对象有多少个字
/// 返回值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_read(int dbno, int dwno, ref int anzahl, ref long buffer);
///
/// 向DB中写入数据
///
/// 指定DB块号
/// 指定写入的起始字序号，=0表示DBW0,=1表示DBW2
/// 指定写入的对象有多少个字
/// 写入值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int db_write(int dbno, int dwno, ref int anzahl, ref long buffer);
///
/// 读取Input的值
///
/// 指定IB号
/// 指定有多少个IB字节需要读出
/// 读取返回的值
///
[DllImport("w95_s7.dll")]
private extern static int e_field_read (int no,int anzahl,ref long buffer);
///
/// 获取MB变量的位状态值
