西门子 PLC 通讯（四）：C# 用 S7.Net 读写 1500
2022 年 9 月 2 日 · 3 分钟读完
用 C# 读写西门子 PLC 存储区里的数据，覆盖常用类型：Bit、Byte、Word、DWord、Int、DInt、Real、LReal、String、WString。只测过 S7-1500，其他系列原理相同。
没有真 PLC 可以先搭仿真：PLCSIM Advanced 或 NetToPLCsim。
S7.Net 的几个函数
源码：S7NetPlus，NuGet 包名 S7netplus。只介绍用到的几个。
创建连接对象
public Plc(CpuType cpu, string ip, short rack, short slot)
public enum CpuType
{
S7200 = 0, Logo0BA8 = 1, S7200Smart = 2,
S7300 = 10, S7400 = 20, S71200 = 30, S71500 = 40,
}rack（机架号）和 slot（插槽号）要和 PLC 硬件组态一致：1200 / 1500 一般是 0 / 1（1500 有时是 0 / 0），300 是 0 / 2。
打开和关闭
plc.Open(); // 建立 TCP 连接，完成 COTP 和 S7 通讯握手
plc.Close();按地址字符串读
object? Read(string variable); // "DB1.DBX0.0"、"DB20.DBD200"、"MB20"、"T45" 等按参数读
object? Read(DataType dataType, int db, int startByteAdr, VarType varType, int varCount, byte bitAdr = 0);
public enum DataType
{
Input = 129, Output = 130, Memory = 131,
DataBlock = 132, Timer = 29, Counter = 28
}db：DB 号，DB10.DBW8里的 10；startByteAdr：起始字节，DB10.DBW8里的 8；varCount：连续读几个该类型的值。字符串是特例，见下文。
写
void Write(DataType dataType, int db, int startByteAdr, object value, int bitAdr = -1);value 会按它的 C# 类型自动转换成字节：short 写 2 字节，float 写 4 字节，byte[] 原样写。所以传进去的 C# 类型必须和 PLC 里的类型对应，往 Int 里写一个 int（4 字节）会把后面的变量也覆盖掉。
通讯实例
1. PLC 端的数据
DB10，已取消优化访问：
2. 连接
private Plc plc;
private void btn_Connect_Click(object sender, EventArgs e)
{
plc ??= new Plc(
(CpuType)Enum.Parse(typeof(CpuType), cmbbx_plcType.Text),
tb_IP.Text,
short.Parse(tb_rack.Text),
short.Parse(tb_slot.Text));
if (!plc.IsConnected)
{
plc.Open();
btn_Connect.Text = "断开";
Log("打开成功");
}
else
{
plc.Close();
btn_Connect.Text = "连接";
Log("连接关闭");
}
}
我配置的机架和插槽：
3. 把地址整理成表
record PlcTag(string Address, VarType Type, int Length = 0);
readonly Dictionary<string, PlcTag> tags = new()
{
["bit"] = new("DB10.DBX0.0", VarType.Bit),
["byte"] = new("DB10.DBB1", VarType.Byte),
["word"] = new("DB10.DBW2", VarType.Word),
["dword"] = new("DB10.DBD4", VarType.DWord),
["int"] = new("DB10.DBW8", VarType.Int),
["dint"] = new("DB10.DBD10", VarType.DInt),
["real"] = new("DB10.DBD14", VarType.Real),
["lreal"] = new("DB10.DBX18.0", VarType.LReal),
["string"] = new("DB10.DBX26.0", VarType.S7String, 254),
["wstring"] = new("DB10.DBX282.0", VarType.S7WString, 254),
};Length 是字符串声明时的最大长度。
4. 读
private object? GetValue(PlcTag tag)
{
if (plc is not { IsConnected: true }) return null;
// PLCAddress 解析出存储区、DB 号、起始字节、位号。如果你用的版本里它不是 public，
// 不改源码可以用 DataItem.FromAddress(tag.Address)，拿到的字段一样
var a = new PLCAddress(tag.Address);
return tag.Type switch
{
// 这四种可以直接用地址字符串读
VarType.Bit or VarType.Byte or VarType.Word or VarType.DWord => plc.Read(tag.Address),
// 字符串的 varCount 是声明的最大长度，库会自己解析头部、只返回有效字符
VarType.S7String or VarType.S7WString
=> plc.Read(a.DataType, a.DbNumber, a.StartByte, tag.Type, tag.Length),
_ => plc.Read(a.DataType, a.DbNumber, a.StartByte, tag.Type, 1),
};
}
为什么 Bit、Byte、Word、DWord 能直接用地址字符串读？ 地址的写法已经说明了长度（DBX 是位、DBB 是字节、DBW 是 2 字节、DBD 是 4 字节），而这四种都是无符号数，不需要额外解释。Int 用 Read("DB10.DBW8") 也能读，但返回的是 ushort，-1 会变成 65535；Real 用 Read("DB10.DBD14") 返回的是 uint，要再用 .ConvertToFloat() 转换。按类型读就没有这些问题。
字符串：String 和 WString 前面有长度头（结构见 第一篇）。原文是先读第 2 个字节拿到实际长度，再读字符，自己拼；用库里的 S7String / S7WString 类型，传最大长度，库会帮你做这些。老的 VarType.String 不解析头部，读回来的是原始字符。
5. 写
private void SetValue(PlcTag tag, object value)
{
if (plc is not { IsConnected: true }) return;
var a = new PLCAddress(tag.Address);
object data = tag.Type switch
{
VarType.Bit => Convert.ToBoolean(value),
VarType.Byte => Convert.ToByte(value),
VarType.Word => Convert.ToUInt16(value),
VarType.DWord => Convert.ToUInt32(value),
VarType.Int => Convert.ToInt16(value),
VarType.DInt => Convert.ToInt32(value),
VarType.Real => Convert.ToSingle(value),
VarType.LReal => Convert.ToDouble(value),
VarType.S7String => S7String.ToByteArray(value.ToString(), tag.Length),
VarType.S7WString => S7WString.ToByteArray(value.ToString(), tag.Length),
_ => throw new NotSupportedException(tag.Type.ToString()),
};
plc.Write(a.DataType, a.DbNumber, a.StartByte, data, tag.Type == VarType.Bit ? a.BitNumber : -1);
}
S7String.ToByteArray 生成「最大长度 + 实际长度 + 字符」的完整字节数组；S7WString 会用大端 UTF-16 编码。原文是自己手动拼这些字节，有两处要注意：
- 头部第一个字节是声明的最大长度，原文在长度未知时写了 255，超过了 String 的上限 254，会把 PLC 里的变量写坏。最大长度应该和 DB 里声明的一致，或者干脆跳过它，从
StartByte + 1开始只写实际长度和字符。 - WString 的字符必须用
Encoding.BigEndianUnicode，因为西门子是大端（见 字符编码）。
测试代码和我改过的 S7.Net 源码：下载。
延伸
- 批量读：每次
Read都是一次网络往返（几毫秒）。几十个变量逐个读，一轮就要上百毫秒。连续的变量可以用ReadBytes一次读一整段，再按偏移解析；分散的用ReadMultipleVars，一次请求读多个（单次 PDU 有大小限制，1500 一般是 960 字节）。 - 断线重连：网线松动、PLC 重启后
IsConnected不一定能及时变成 false。读写时 catch 到PlcException或IOException，就Close()后隔几秒重新Open()，不要在异常里死循环重试。 - 线程安全：同一个
Plc对象不要在多个线程里同时读写，响应会串。要么全部放在一个通讯线程里轮询，要么加锁。界面更新再通过Invoke回到界面线程，原因见 WinForm 加载界面卡死。 - 异步版本：新版 S7.Net 提供
OpenAsync、ReadAsync、WriteAsync，配合async/await不会卡界面，用法见 C# 多线程（一）：Task。 - 其他选择：Sharp7（Snap7 的 C# 移植，单文件）也很常用；需要访问优化 DB、按符号名读写时，1500 可以开 OPC UA 服务器，用 OPC UA 客户端连。
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