YZWater3/docs/PLC_DRIVERS.md

多 PLC 协议支持

概述

YZWater3 基于 HslCommunication 库实现了多 PLC 协议支持，通过统一的 IPlcDriver 接口抽象，可以轻松切换不同品牌的 PLC。

支持的协议

协议	品牌	默认端口	说明
Siemens S7	西门子	102	S200/S200Smart/S300/S400/S1200/S1500
Mitsubishi MC	三菱	6000	Q 系列、iQ-R/iQ-F
Omron Fins	欧姆龙	9600	CJ/CS/CP 系列
Modbus TCP	通用	502	仪表、传感器、其他 PLC
Allen-Bradley	AB	44818	ControlLogix/CompactLogix

使用方法

方式一：通过工厂创建

using YZWater.Core.Services.PlcDrivers;

// 创建西门子 S7 驱动
var driver = PlcDriverFactory.Create(
    PlcProtocol.SiemensS7,
    ipAddress: "192.168.1.100",
    port: 102,
    extraConfig: new Dictionary<string, object>
    {
        ["PlcSeries"] = "S200Smart"
    }
);

// 连接
var result = await driver.ConnectAsync();
if (!result.IsSuccess)
{
    Console.WriteLine($"连接失败: {result.Message}");
    return;
}

// 读取数据
var floatResult = await driver.ReadFloatAsync("VD100");
if (floatResult.IsSuccess)
{
    float value = floatResult.Content;
    Console.WriteLine($"VD100 = {value}");
}

// 写入数据
await driver.WriteFloatAsync("VD100", 123.45f);

// 断开
driver.Disconnect();
driver.Dispose();

方式二：直接创建驱动

// 西门子 S7
var siemens = new SiemensS7Driver(SiemensPLCS.S1200);
siemens.SetConnection("192.168.1.100", 102);

// 三菱 MC
var mitsubishi = new MitsubishiMcDriver();
mitsubishi.SetConnection("192.168.1.101", 6000);

// 欧姆龙 Fins
var omron = new OmronFinsDriver();
omron.SetConnection("192.168.1.102", 9600);
omron.SetNodeNumbers(sa1: 0, da1: 0);  // 设置节点号

// Modbus TCP
var modbus = new ModbusTcpDriver();
modbus.SetConnection("192.168.1.103", 502, station: 1);
modbus.SetAddressStart(true);  // 地址从 0 开始

// AB EtherNet/IP
var ab = new AllenBradleyDriver();
ab.SetConnection("192.168.1.104", 44818);

配置示例

yzwater-config.json

{
  "PlcProtocol": "SiemensS7",
  "PlcIp": "192.168.1.100",
  "PlcPort": 102,
  "PlcExtraConfig": {
    "PlcSeries": "S200Smart"
  }
}

不同协议的配置

西门子 S7:

{
  "PlcProtocol": "SiemensS7",
  "PlcIp": "192.168.1.100",
  "PlcPort": 102,
  "PlcExtraConfig": {
    "PlcSeries": "S1200"
  }
}

三菱 MC:

{
  "PlcProtocol": "MitsubishiMC",
  "PlcIp": "192.168.1.101",
  "PlcPort": 6000
}

欧姆龙 Fins:

{
  "PlcProtocol": "OmronFins",
  "PlcIp": "192.168.1.102",
  "PlcPort": 9600,
  "PlcExtraConfig": {
    "SA1": 0,
    "DA1": 0
  }
}

Modbus TCP:

{
  "PlcProtocol": "ModbusTcp",
  "PlcIp": "192.168.1.103",
  "PlcPort": 502,
  "PlcExtraConfig": {
    "Station": 1,
    "AddressStartWithZero": true
  }
}

Allen-Bradley:

{
  "PlcProtocol": "AllenBradley",
  "PlcIp": "192.168.1.104",
  "PlcPort": 44818
}

地址格式

西门子 S7

区域	地址格式	说明
I	I0.0	输入位
Q	Q0.0	输出位
M	M0.0	中间继电器位
DB	DB1.0	数据块字节
V/VD	VD100	变量区（S200Smart）

三菱 MC

区域	地址格式	说明
D	D100	数据寄存器
R	R100	文件寄存器
W	W100	链接寄存器
X	X0	输入
Y	Y0	输出
M	M0	内部继电器

欧姆龙 Fins

区域	地址格式	说明
D	D100	DM 区
C	C100	HR 区
W	W100	WR 区
H	H100	保持位

Modbus TCP

区域	地址格式	说明
0x	0x100	线圈（000001-099999）
1x	1x100	离散输入（100001-199999）
3x	3x100	输入寄存器（300001-399999）
4x	4x100	保持寄存器（400001-499999）

Allen-Bradley

类型	地址格式	说明
Tag	TagName	标签名
数组	Tag[0]	数组元素
结构体	Tag.Member	结构体成员

扩展新协议

实现 IPlcDriver 接口：

public class MyCustomDriver : IPlcDriver
{
    public string Name => "My Custom PLC";
    public bool IsConnected { get; private set; }

    public Task<OperateResult> ConnectAsync()
    {
        // 实现连接逻辑
    }

    public void Disconnect()
    {
        // 实现断开逻辑
    }

    public Task<OperateResult<byte[]>> ReadBytesAsync(string address, ushort length)
    {
        // 实现读取逻辑
    }

    // 实现其他接口方法...
}

然后在 PlcDriverFactory 中添加：

public static IPlcDriver Create(PlcProtocol protocol, ...)
{
    IPlcDriver driver = protocol switch
    {
        PlcProtocol.MyCustom => new MyCustomDriver(...),
        // ...
    };
    return driver;
}

注意事项

1. 线程安全：所有驱动实例都是线程安全的
2. 连接管理：使用完毕后必须调用 Dispose() 释放资源
3. 错误处理：检查 OperateResult.IsSuccess 判断操作是否成功
4. 地址格式：不同 PLC 的地址格式不同，请参考对应的文档
5. 性能优化：批量读取时使用 ReadBytesAsync 而非多次读取单个值

性能对比

协议	读取延迟	吞吐量	说明
S7	10-50ms	高	优化良好
MC	10-50ms	高	优化良好
Fins	20-80ms	中	相对较慢
Modbus	50-200ms	低	通用协议，开销大
AB	20-100ms	中	取决于标签复杂度

故障排查

连接失败

1. 检查 IP 和端口是否正确
2. 检查网络连通性：ping <PLC_IP>
3. 检查 PLC 是否支持该协议
4. 查看日志：Logs/log-*.txt

读取失败

1. 检查地址格式是否正确
2. 检查地址是否超出 PLC 范围
3. 检查数据类型是否匹配
4. 查看 HslCommunication 的返回信息

性能问题

1. 使用批量读取而非单个读取
2. 减少轮询频率
3. 考虑使用 PLC 的主动推送（如 OPC UA）

参考资料

• HslCommunication 文档
• 西门子 S7 协议
• 三菱 MC 协议
• Modbus 协议