简介

在工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）广泛用于控制和监控设备。为了让计算机程序与 PLC 进行通信，我们需要使用特定的协议和库。Libplctag 是一个用于与 Allen-Bradley 和 Rockwell PLC 通信的开源 C 库，而 LibplctagWrapper 是其在 .NET 平台上的封装，使得 C# 开发者可以方便地与 PLC 进行数据交换。

本文将详细介绍如何在 C# 项目中使用 LibplctagWrapper，与 PLC 进行通信。我们将涵盖从安装、基本用法到高级功能的各个方面，并提供丰富的代码示例。

环境准备

在开始之前，确保您的开发环境满足以下要求：

Visual Studio 2022或更高版本
.NET Framework 4.6 或更高版本，或 .NET Core/.NET 6+
访问目标 PLC 的网络连接
安装 Libplctag 库

安装 Libplctag 和 LibplctagWrapper

安装 Libplctag

下载预编译的二进制文件

前往 Libplctag 的发行版页面，下载适用于您的系统的预编译库。

2. 将库添加到项目中


将下载的库文件（如 `plctag.dll`）拷贝到您的项目目录，并确保在构建时能够找到该库。

安装 LibplctagWrapper

通过 NuGet 包管理器安装：

打开 Visual Studio，在 “工具” 菜单中选择 “NuGet 包管理器” -> “管理解决方案的 NuGet 包”。
搜索 “Libplctag”，然后点击 “安装”。

或使用包管理器控制台：

PowerShell
Install-Package Libplctag

基本用法

引用命名空间

在代码文件顶部添加以下引用：

C#
using libplctag.DataTypes.Simple;
using libplctag;

创建标签（Tag）

标签（Tag）是与 PLC 中的数据点交互的主要方式。创建一个标签需要指定通信参数，例如 PLC 类型、IP 地址、路径和要访问的数据地址。

C#
// 创建一个读取 PLC 中名为 'MyTag' 的标签
var tag = new TagDInt()
{
    Gateway = "192.168.0.1", // PLC 的 IP 地址
    Path = "1,0",            // 通信路径
    PlcType = PlcType.ControlLogix, // PLC 类型
    Name = "MyTag"           // 标签名称
};

读取标签值

C#
// 读取标签值
var status = tag.Read();

if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine($"标签值: {tag.Value}");
}
else
{
    Console.WriteLine($"读取失败，错误码: {status}");
}

写入标签值

C#
// 设置要写入的值
tag.Value = 1234;

// 写入标签值
var status = tag.Write();

if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine("写入成功");
}
else
{
    Console.WriteLine($"写入失败，错误码: {status}");
}

详细示例

示例 1：读取和写入整数（DINT）标签

C#
// 创建 DINT 类型的标签
var dintTag = new TagDInt()
{
    Gateway = "192.168.0.1",
    Path = "1,0",
    PlcType = PlcType.ControlLogix,
    Name = "DINT_Tag"
};

// 读取值
var readStatus = dintTag.Read();
if (readStatus == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine($"读取的值: {dintTag.Value}");
}

// 修改值并写入
dintTag.Value += 10;
var writeStatus = dintTag.Write();
if (writeStatus == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine("写入成功");
}

示例 2：读取布尔（BOOL）标签

C#
// 创建 BOOL 类型的标签
var boolTag = new TagBool()
{
    Gateway = "192.168.0.1",
    Path = "1,0",
    PlcType = PlcType.ControlLogix,
    Name = "Bool_Tag"
};

// 读取值
var status = boolTag.Read();
if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine($"布尔值: {boolTag.Value}");
}

示例 3：读取字符串（STRING）标签

C#
// 创建 STRING 类型的标签
var stringTag = new TagString()
{
    Gateway = "192.168.0.1",
    Path = "1,0",
    PlcType = PlcType.ControlLogix,
    Name = "String_Tag"
};

// 读取值
var status = stringTag.Read();
if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine($"字符串值: {stringTag.Value}");
}

示例 4：读取数组

C#
// 创建一个长度为 10 的整数数组标签
var dintArrayTag = new TagDIntArray()
{
    Gateway = "192.168.0.1",
    Path = "1,0",
    PlcType = PlcType.ControlLogix,
    Name = "DINT_Array_Tag",
    ElementCount = 10  // 指定数组长度
};

// 读取数组值
var status = dintArrayTag.Read();
if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    for (int i = 0; i < dintArrayTag.Value.Length; i++)
    {
        Console.WriteLine($"数组元素 {i}: {dintArrayTag.Value[i]}");
    }
}

示例 5：读取自定义结构（UDT）

首先，定义一个与 PLC 中 UDT 结构对应的 C# 类：

C#
public class MyCustomStruct
{
    public int IntegerValue { get; set; }
    public bool BooleanValue { get; set; }
    public string StringValue { get; set; }
}

然后，使用 TagStruct 来读取该结构：

C#
var structTag = new TagStruct<MyCustomStruct>()
{
    Gateway = "192.168.0.1",
    Path = "1,0",
    PlcType = PlcType.ControlLogix,
    Name = "Custom_Struct_Tag"
};

// 读取结构体
var status = structTag.Read();
if (status == LibPlcTag.Status.Ok)
{
    var value = structTag.Value;
    Console.WriteLine($"整型值: {value.IntegerValue}");
    Console.WriteLine($"布尔值: {value.BooleanValue}");
    Console.WriteLine($"字符串值: {value.StringValue}");
}

高级功能

异步操作

LibplctagWrapper 支持异步读取和写入操作，可提高应用程序的性能。

C#
// 异步读取标签值
await dintTag.ReadAsync();
Console.WriteLine($"异步读取的值: {dintTag.Value}");

// 异步写入标签值
dintTag.Value = 5678;
await dintTag.WriteAsync();
Console.WriteLine("异步写入完成");

批量读取和写入

对于需要同时读取/写入多个标签的情况，可以使用批量操作。

C#
var tags = new List<TagBase>
{
    new TagDInt() { /* 初始化参数 */ },
    new TagBool() { /* 初始化参数 */ },
    new TagString() { /* 初始化参数 */ }
};

// 批量读取
foreach (var tag in tags)
{
    tag.Read();
}

// 处理读取的值

自定义通信超时和重试

C#
dintTag.Timeout = 5000; // 设置超时时间为 5000 毫秒
dintTag.Retries = 3;    // 设置重试次数为 3

var status = dintTag.Read();

错误处理

在与 PLC 通信时，可能会遇到各种错误。LibplctagWrapper 提供了详细的状态码，可以根据返回的 status 进行判断。

C#
var status = dintTag.Read();
if (status != LibPlcTag.Status.Ok)
{
    Console.WriteLine($"读取错误，状态码: {status}");
    // 根据状态码执行相应的错误处理
}

释放资源

使用完标签后，建议释放其资源。

C#
dintTag.Dispose();

或者在 using 语句中使用：

C#
using (var dintTag = new TagDInt() { /* 初始化参数 */ })
{
    // 读取或写入操作
}

常见问题

问题 1：无法连接到 PLC

解决方案：

确保 PLC 的 IP 地址和路径正确。
检查防火墙设置，确保通信端口未被阻挡。
验证 PLC 是否启用了外部通信。

问题 2：读取或写入返回超时

解决方案：

增加标签的超时时间。
检查网络连接质量。
确认 PLC 中的标签名称和数据类型是否正确。

参考资料

总结

通过使用 LibplctagWrapper，C# 开发者可以方便地与 Allen-Bradley 和 Rockwell 的 PLC 进行通信。本文详细介绍了如何安装、使用该库，并提供了丰富的示例代码，涵盖了从基本读写操作到高级功能。希望本文能帮助您在项目中成功地集成 PLC 通信功能。