汇川AM600 PLC及CODESYS数据采集的一点经验

CODESYS 是一个比较有名的PLC软件平台，据说被很多PLC厂家采用，但是，我工作中很少接触到相关的产品，最近在研究录波软件时，才开始学习它。

首先研究的是倍福的数据采集，倍福提供了一个ADS的通讯库，在其环境下可以通过变量名，非常高效地进行数据采集（首先为变量确定内部地址，随后就可以通过内部地址批量采集）。由于倍福是基于CODESYS系统，因此，对其初始印象还不错。

随后，接触到了汇川的AM600PLC，它更接近CODESYS原始生态，编程软件与CODESYS开发系统几乎一样，其变量类型与高级语言一样丰富，且不需要明确的地址，但是，作为一个PLC系统，也提供硬件存储区域，内部变量可以使用I、Q、M存储器，这些存储器的寻址非常灵活，可以按照位、字节、字、双字进行寻址。与西门子不同的是，西门子各种类型都是按照字节的编号进行编号，但是，CODESYS则是各种类型独立编号（相互关系见下图），这样，外部访问时，必须进行地址的变换和反变换，并注意字节的顺序。

CODESYS对于运行系统保护严密，不允许外部直接访问其内部变量，号称都是要通过其gateway软件才能进行访问（见下面的架构），那么，为什么PLC-ANALYZER和IBA PDA都能直接按照变量名进行数据采集呢？（一个事实：他们都是德国的公司）

好在PLC厂家可以开放自己的通讯协议，比如汇川PLC提供MODBUS TCP协议，且默认开启从站模式，外部用户可以直接通过该协议访问其I、Q、M区域。

CODESYS为内部变量指定M存储区域时，只需要指定起始地址，然后根据变量类型确定占用长度，因此，下面的定义都是等价的，都是指定变量使用从MB4开始的4个字节：

real0 AT %MD1:REAL; real0 AT %MW2:REAL; real0 AT %MB4:REAL; dint1 AT %MD1:DINT; dint1 AT %MW2:DINT; dint1 AT %MB4:DINT;

MODBUS TCP仅以字为单位进行M区域访问，因此，长度不等于一个字的访问都必须转换成字进行访问。由于每个字包括2个字节（比如：MW1包括MB2、MB3），因此，字节都是成对采集，且从偶数字节开始。但是，CODESYS内部却可以从单数字节开始使用M区域，下面的定义是可以正常工作的（西门子也是按照字节进行内部组织的），因此，在采集和结果解析时，必须要考虑跨字的情况，以及高低字节的顺序（测试一下即可确定）：

bool1 AT %MX0.7:BOOL; Lint1 AT %MB5:LINT; string1 AT %MB101:STRING; Wstring2 AT %MB11:WSTRING;

通过MODBUS TCP协议，经过各种地址、表达方式的转化，打包，采集，拆分，PLC-Recorder软件实现了汇川AM系列的高速、批量采集，支持bool、byte、int、dint、lint、Uint、Udint、Ulint、real、Lreal、string、wstring等类型。应该可以适用到其他支持MODBUS TCP的CODESYS系统，大家有机会时可以试用。

PLC-Recorder的地址参照CODESYS内部规则，完全可以按照PLC内部的规则写地址和类型，软件会自动确定需要采集的字范围，并准确提取其中的相关部分，因此，上面这些变量在本软件的地址和类型确定方法（部分）：

PLC内部的定义	本软件的起始地址	本软件的变量类型
boo1A AT %IX0.7	IX0.7	bool
boo1B AT %QX1.1	QX1.1	bool
real0 AT %MD1:REAL;	MD1	float
real0 AT %MW2:REAL;	MW2	float
real0 AT %MB4:REAL;	MB4	float
dint1 AT %MD1:DINT;	MD1	Int32
dint1 AT %MW2:DINT;	MW2	Int32
dint1 AT %MB4:DINT;	MB4	Int32
bool1 AT %MX0.7:BOOL;	MX0.7	bool
Lint1 AT %MB5:LINT;	MB5	Int64
string1 AT %MB101:STRING;	MB101	String
Wstring2 AT %MB11:WSTRING;	MB11	WString
byte1 AT %MB10:BYTE;	MB10	byte
double1 AT %MB150: LREAL;	MB150	double

关于字符串的处理，有很多特殊的地方，不同的PLC有不同的数据结构（主要是在长度确定上，西门子是将长度写在前面，CODESYS和日系的是在结尾加内容为0的字节，或者字），string类型是ASCII字符串，每个字符一个字节，而WString则是Unicode格式，每个字符2个字节，其查找结尾的方法也不同，比如：当字符为ASCII时，字符的第2个字节会是0，字符串"12"的字节串为： 31 0 32 0 0 0；而字符串 "中国"的字节串为：2D 4E FD 56 0 0，因此，必须寻找字开始的字节，避免将ASCII的0字节误认为是结束标志，这在变量的开始字节是单号字节时，将更加复杂。

CODESYS介绍说可以通过plchandler按照变量名进行采集（应该是类似于倍福的ADS的通讯，或者反过来），有相关经验的朋友请不吝赐教，我看看能否实现通过变量名进行内部变量的批量采集。

2021年2月14日