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西门子s7通信协议

news 来源：原创 2024/9/19 2:49:28

西门子s7通信协议

s7协议的使用

S7协议帧结构

使用tcp五次握手进行连接

数据的读取

接收数据的响应

数据的写入

完整代码

西门子s7通信协议

S7Comm（S7 Communication）是西门子专有的协议，是西门子S7通讯协议簇里的一种。 S7通信协议是西门子S7系列PLC内部集成的一种通信协议，是S7系列PLC的精髓所在。它是一种运行在传输层之上的（会话层/表示层/应用层）、经过特殊优化的通信协议，其信息传输可以基于MPI网络、 PROFIBUS网络或者以太网 s7在TCP连接上后还需要进行两次握手 S7协议的TCP/IP实现依赖于面向块的ISO传输服务。S7协议被封装在TPKT和ISO-COTP协议中，这使得PDU（协议数据单元）能够通过TCP传送。

s7协议的使用

使用tcp连接时需要进行五次握手，其中有三次是tcp客户端与服务器的基有链接，然后需要再通过s7协议发送两次请求连接，共为五次握手。

S7协议帧结构

1 TPKT 会话层主要设置版本号预留号报文总长度
2 COPT 表示层设置PDU类型
3 s7协议应用层设置协议头和协议参数等

使用tcp五次握手进行连接

public partial class Form1 : Form
{public Form1(){InitializeComponent();}/// <summary>/// 五次握手/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button1_Click(object sender, EventArgs e){// s7协议// 1 需要通过socket三次握手，不用写握手过程// 目前提供设备型号s71200  cpu:1212c    电压是24vDCTcpClient client = new TcpClient();client.Connect("192.168.107.202",102); // 连接服务器receiveData(client);// 2 第一请求连接  发送请求帧为// 总共22个字节byte[] bs1 = new byte[]{0x03, // 1字节版本号 默认是030x00, // 1字节 保留值 默认00x00, 0x16, // 2 字节 报文的总长度0x11, // 1字节从该字节往后字节个数 十进制是170xE0, // PDU 类型0x00,0x00, // DST引用 默认值0x00,0x01, // src引用0x00, // 采用默认值0xc1, // 上位机擦书0x02, // 上位机长度0x10,0x00, // 0x01代表双边通信 0x00机架号和插槽号0xC2, // plc参数0x02, // 长度0x03,0x01, // 0x01和0x00 共同控制机架号和插槽0xC0,0x01,0x0a};client.GetStream().Write(bs1,0,bs1.Length); // 发送第一次请求帧 // 3 第二次请求连接 发送请求帧为bs1 = new byte[]{0x03, // 1字节版本号 默认是030x00, // 1字节 保留值 默认00x00, 0x19, // 2 字节 报文的总长度0x02, // 当前字节后的字节数0xF0, // PUD类型 数据传输0x80, // 最高是十进制1280x32, // 协议ID，固定值0x01, // 工作类型 0x01 主站发送请求0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x08, // 参数长度0x00,0x00, // 数据长度0xF0, // 功能码0x00, // Reserved保留值0x00,0x03, // 允许操作最大工作队列0x00,0x03, 0x03,0xc0, // 允许处理最大字节数组};client.GetStream().Write(bs1,0,bs1.Length);MessageBox.Show("连接成功");}/// <summary>/// 接收响应数据集/// </summary>/// <param name="tcpClient"></param>public void receiveData(TcpClient tcpClient){Task.Run(() =>{byte[] bytes = new byte[1024];while (tcpClient.Connected){// ONEint count = tcpClient.GetStream().Read(bytes,0,bytes.Length);if (count == 0) return;Console.WriteLine(BitConverter.ToString(bytes, 0, count) + "\r\n");// TWObyte[] s = new byte[count];Array.Copy(bytes,s,count);Console.WriteLine(string.Join(",",s));}});}
}

数据的读取

/// <summary>
/// 读取M区
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{// 发送请求帧 请求M区地址从00开始 读取一个数据// 读取数据时的请求帧byte[] data = new byte[] {// TPKT: 版本号 预留号 总字节长度0x03, // 版本号 0x00, // 预留号0x00,0x01F, // 总字节长度// COTP: 0x02, // 往下的长度0xF0, // PDU类型0x80, // 目标引用// s7-header s7头0x32, // 协议ID 默认0x01, // 主站开始发请求0x00,0x00, // 预留位置0x03,0x7b, // 随机生成的数字 每次在基础之上递增0x00,0x0e, // 参数长度0x00,0x00, // 数据长度// s7-参数部分0x04, // 功能码 读取功能                 重点0x01, // 如果涉及多读时候 设置为1，0x12, // 结构表示 一般默认120x0a, // 往后的字节长度0x10, // 寻址模式0x02, // 读取的数据类型 02是字节类型0x00,0x01, // 读取长度                   重点0x00,0x00, // 读取不是DB区               重点0x83, // 0x83 M存储区，0x84DB块          重点0x00,0x00,0x70, // 开始数据起始地址      重点// 列如M30000, 实际地址是30000*8=24 00000，把转成山歌字节，转成16进制3a980 对应三个地址，0x03,0xA9 0x80// 列如数据DB块的数据，DB21234,4000，其中DB号是21234 转成16进制0x52F2,DB区改为0x52,0xF2// 40000*8=,2000，转成16进制7d00 转成三个字节变成 0x00，0x7d,0x00};socket.Send(data);
}

接收数据的响应

/// <summary>
/// 接收响应数据
/// </summary>
void startReceive()
{Task.Run(() =>{byte[] bytes = new byte[1024];while (true){int count = socket.Receive(bytes);if (count == 0) break;// 转为16进制的字符串Console.WriteLine("十六进制打印："+BitConverter.ToString(bytes,0,count));// 转为十进制打印byte[] datas = new byte[count];Array.Copy(bytes,datas,count);Console.WriteLine("十进制打印：" + string.Join(",",datas));Invoke(new Action(() =>{try{this.label1.Text = datas[25].ToString();}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex);}}));/* 响应的数据* 连接的响应* 03-00-00-16-11-D0-00-01-00-08-00-C0-01-0A-C1-02-10-00-C2-02-03-01* 03-00-00-1B-02-F0-80-32-03-00-00-00-00-00-08-00-00-00-00-F0-00-00-03-00-03-00-F0* * 读取数据的响应* 03-00-00-1A-02-F0-80-32-03-00-00-03-7B-00-02-00-05-00-00-04-01-FF(读取成功的标志)-04(读取的数据类型)-00-08(数据的长度)-0C(数据)*/}});
}

数据的写入

/// <summary>
/// 写入M14
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{byte[] value = BitConverter.GetBytes(uint.Parse(textBox1.Text));// 生成写的报文byte[] bs = new byte[]{// TPKT部分0x03, // 版本号0x00, // 预留号// 0x00,0x24, // 报文总长度360x00,0x27, // 报文总长度39// TOPT0x02, // 长度0xF0, // PDU类型0xB0, // 目标引用// s7 header0x32, // 协议id0x01, // 主站开始请求0x00,0x00, // 预留部分0x03,0x7d, // 随机生成0x00,0x0E, // 参数长度0x00,0x08, // 参数数据长度// s7 参数0x05, // 05代表写入，04代表读取0x01, // 通信项数 可以支持多写0x12, // 变量指定0x0A, // 后面的长度0x10,0x02, // 传输数据类型 字节// 0x00,0x01, // 操作数据的长度0x00,0x04, // 操作数据的长度0x00,0x00, // M区 不是DB区0x83, // M区// 0x00,0x00,0x70, // 开始写入的地址M140x00,0x3e,0x80, // 开始写入的地址M20000x00,0x04, // 字节类型// 0x00,0x80, // 写入的长度  8位=1字节0x00,0x20, // 写入的长度  8位=1字节 (写入4个数据 4*8=32转16进制为20)//byte.Parse(textBox1.Text)value[3],value[2],value[1],value[0]};tcp.Send(bs);Type = RequestType.Write;
}

完整代码

public partial class Form1 : Form
{TcpClientHelper tcp;public Form1(){InitializeComponent();}private void Tcp_OnClose(TcpClientHelper obj){MessageBox.Show("客户端关闭");}enum RequestType{Write,  // 写入请求Read,   // 读取请求Connect // 连接的请求}RequestType Type;private void Tcp_OnMessage(byte[] arg1, TcpClientHelper arg2){// 获取数据即可 自动触发BeginInvoke(new Action(() =>{switch (Type){case RequestType.Write:// 写入数据的响应Console.WriteLine("写入数据的响应"+BitConverter.ToString(arg1) );break;case RequestType.Read:// 读取数据的响应Console.WriteLine("读取数据的响应" + BitConverter.ToString(arg1));this.label1.Text = arg1[arg1.Length-1].ToString();break;case RequestType.Connect:Console.WriteLine("连接时的响应" + BitConverter.ToString(arg1));break;}}));}/// <summary>/// 写入M14/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button1_Click(object sender, EventArgs e){byte[] value = BitConverter.GetBytes(uint.Parse(textBox1.Text));// 生成写的报文byte[] bs = new byte[]{// TPKT部分0x03, // 版本号0x00, // 预留号// 0x00,0x24, // 报文总长度360x00,0x27, // 报文总长度39// TOPT0x02, // 长度0xF0, // PDU类型0xB0, // 目标引用// s7 header0x32, // 协议id0x01, // 主站开始请求0x00,0x00, // 预留部分0x03,0x7d, // 随机生成0x00,0x0E, // 参数长度0x00,0x08, // 参数数据长度// s7 参数0x05, // 05代表写入，04代表读取0x01, // 通信项数 可以支持多写0x12, // 变量指定0x0A, // 后面的长度0x10,0x02, // 传输数据类型 字节// 0x00,0x01, // 操作数据的长度0x00,0x04, // 操作数据的长度0x00,0x00, // M区 不是DB区0x83, // M区// 0x00,0x00,0x70, // 开始写入的地址M140x00,0x3e,0x80, // 开始写入的地址M20000x00,0x04, // 字节类型// 0x00,0x80, // 写入的长度  8位=1字节0x00,0x20, // 写入的长度  8位=1字节 (写入4个数据 4*8=32转16进制为20)//byte.Parse(textBox1.Text)value[3],value[2],value[1],value[0]};tcp.Send(bs);Type = RequestType.Write;}/// <summary>/// 读取M14/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button2_Click(object sender, EventArgs e){// 读取的报文31字节byte[] bs = new byte[]{0x03,0x00,0x00,0x1f,0x02,0xf0,0xb0,// 协议参数0x32,0x01,0x00,0x00,0x03,0x7d,0x00,0x0e,0x00,0x00, // 读取操作 为00x04,0x01,0x12,0x0a,0x10,0x02,//0x00,0x01, // 读取长度0x00,0x04, // M2000 读取四个字节0x00,0x00,0x83,// 0x00, 0x00,0x700x00,0x3e,0x80,};tcp.Send(bs);Type = RequestType.Read;}/// <summary>/// 连接/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void Form1_Load(object sender, EventArgs e){// 1 创建客户端对象tcp = new TcpClientHelper();tcp.Connect("192.168.107.202", 102); // 连接服务器// 2 获取数据tcp.OnMessage += Tcp_OnMessage;// 3 关闭连接tcp.OnClose += Tcp_OnClose;// 第一次连接请求byte[] bs = new byte[]{0x03, // 1字节版本号 默认是030x00, // 1字节 保留值 默认00x00, 0x16, // 2 字节 报文的总长度0x11, // 1字节从该字节往后字节个数 十进制是170xE0, // PDU 类型0x00,0x00, // DST引用 默认值0x00,0x01, // src引用0x00, // 采用默认值0xc1, // 上位机擦书0x02, // 上位机长度0x10,0x00, // 0x01代表双边通信 0x00机架号和插槽号0xC2, // plc参数0x02, // 长度0x03,0x01, // 0x01和0x00 共同控制机架号和插槽0xC0,0x01,0x0a};tcp.Send(bs);// 第二次请求连接bs = new byte[]{0x03, // 1字节版本号 默认是030x00, // 1字节 保留值 默认00x00, 0x19, // 2 字节 报文的总长度0x02, // 当前字节后的字节数0xF0, // PUD类型 数据传输0x80, // 最高是十进制1280x32, // 协议ID，固定值0x01, // 工作类型 0x01 主站发送请求0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x08, // 参数长度0x00,0x00, // 数据长度0xF0, // 功能码0x00, // Reserved保留值0x00,0x03, // 允许操作最大工作队列0x00,0x03,0x03,0xc0, // 允许处理最大字节数组};tcp.Send(bs);Type = RequestType.Connect;MessageBox.Show("连接成功");}
}