python使用Snap7讀寫西門子S7系列PLC

1.簡(jiǎn)介

Snap7

• Snap7是一個(gè)基于s7通信協(xié)議的開源軟件包，作者是Davide Nardella，該軟件包封裝了S7通信的底層協(xié)議，可使用普通電腦通過(guò)編程與西門子S7系列PLC進(jìn)行通信

• Snap7三大對(duì)象組件：客戶端，服務(wù)器，合作者。下面是三者關(guān)系，更詳細(xì)介紹可看官網(wǎng)。本篇主要講述的是Client模式，我們的pc機(jī)作為客戶端，plc作為服務(wù)器。
  

• Snap7官網(wǎng)地址：http://snap7.sourceforge.net/

• Snap7包支持西門子S7-200 SMART，S7-300/400系列，S7-1200/1500系列、另外LOGO! 0BA7/0BA8 PLC、 SINAMICS驅(qū)動(dòng)器也有較好的支持

• Snap7特點(diǎn):

  • 基于以太網(wǎng)，網(wǎng)線連接

  • 跨平臺(tái)，支持 Windows、 Linux、Mac等主流操作系統(tǒng)

  • Windows系統(tǒng)包括目前主流的Win7/8/10 的32位或64位

  • Linux系統(tǒng)包括: CentOs、 Debian、 RedHat、 Ubuntu等32位或64位系統(tǒng)

  • 提供多種語(yǔ)言的封裝包：C#、VB、C/C++、 Python、java、 Delphi、 LabView等主流編程語(yǔ)言

  • 支持樹莓派、 ARDUINO等嵌入式平臺(tái)

• python包源碼地址：https://github.com/gijzelaerr/python-snap7

2.環(huán)境安裝

Window

pip install python-snap7（版本一直未更新）

github源碼包下載：https://github.com/gijzelaerr/python-snap7（這里會(huì)一直更新）

把snap7.dll和snap7.lib（注意區(qū)分32位和64位），設(shè)置到環(huán)境變量能找到的地址就行

Linux

• 第一種方式

• sudo apt-get install python-pip3
• sudo pip3 install python-snap7

• 第二種方式

• 通過(guò)以下命令下載snap7:

  git clone https://github.com/lizengjie/snap7-debian.git

• 編譯：（arm_v7_linux不行就arm_v6_linux）

  cd snap7-debian/build/unix && sudo make -f arm_v7_linux.mk all

• 拷貝：

  sudo cp …/bin/arm_v7-linux/libsnap7.so /usr/lib/libsnap7.so
  sudo cp …/bin/arm_v7-linux/libsnap7.so /usr/local/lib/libsnap7.so

• sudo ldconfig

不同環(huán)境的拷貝文件我稍后放資源管理處

3.連接西門子plc

方法介紹

? 在Client類里提供了主要5種設(shè)置連接plc函數(shù)

• connect(ip, rack, slot)

  這是連接plc的唯一方法，參數(shù)ip是要連接的plcip地址，rack是機(jī)架號(hào)，slot卡槽號(hào)，不同的plc對(duì)應(yīng)不同的機(jī)架和卡槽看下圖對(duì)應(yīng)

  plcrackslot

  s7-200smart	0	1
  s7-300	0	2
  s7-400/WIN AC	見硬件組態(tài)	見硬件組態(tài)
  s7-1200/1500	0	0/1

• set_connection_params(ip, local_tsap, remote_tsap)

  這是設(shè)置遠(yuǎn)程本地TSAP和遠(yuǎn)程TSAP的函數(shù)，三個(gè)參數(shù)ip是plcIP地址，本地TSAP和遠(yuǎn)程TSAP是相對(duì)應(yīng)的int類型，函數(shù)一般用于連接logo系列時(shí)使用，調(diào)用順序在connect()之前調(diào)用

• set_connection_type(connection_type）

這是用來(lái)設(shè)置連接屬性的函數(shù)，connection_type參數(shù)范圍如圖：

connection_type值

PG	1
OP	2
S7-Basic	3-10

此函數(shù)不是一定要調(diào)用，如果調(diào)用一定要在connect()函數(shù)之前調(diào)用設(shè)置，比如連接s7-200SMART就一定要調(diào)用此函數(shù)，參數(shù)一般設(shè)為3

• disconnect() 和 destroy()

  這是斷開客戶端連接和銷毀客戶端連接，無(wú)需參數(shù)

• 最后注意如果你set_connection_params()和set_connection_type()都要調(diào)用，一定要set_connection_type()在前set_connection_params()在后，因?yàn)轫樞蛳喾磿?huì)對(duì)遠(yuǎn)程TASP造成影響。所以整體的順序應(yīng)該是

  set_connection_type(connection_type） #選用 set_connection_params(ip, local_tsap, remote_tsap) #選用 connect(ip, rack, slot) disconnect() destroy()

連接plc

第一步首先實(shí)例化一個(gè)Client對(duì)象

from snap7 import clientmy_plc = client.Client()

第二步調(diào)用connect()的方法

from snap7 import clientmy_plc = client.Client()# my_plc.set_connection_type(3) 如果連接的是s7-200smart系列plc # set_connection_params(ip, local_tsap, remote_tsap) 如果連接的是logo！系列plcmy_plc.connect(ip, rack, slot) # ip是plcIP，rack是機(jī)架號(hào)，slot卡槽號(hào)，不同的plc對(duì)應(yīng)不同的機(jī)架和卡槽看上邊表格print(my_plc.get_connected()) # 判斷連接成功可調(diào)用get_connected()：返回True就是成功，不成功直接報(bào)錯(cuò)。

第三步斷開連接

from snap7 import client my_plc = client.Client() my_plc.connect(ip, rack, slot) my_plc.disconnect() my_plc.destroy() # 不用了一定要斷開銷毀客戶端

• 代碼示例

  from snap7 import clientdef connect_logo(ip: str, local_tsap: int, remote_tsap: int, rack: int, slot: int):"""連接logo系列:param ip: PLC/設(shè)備IPV4地址:param local_tsap: 本地tsap（PC tsap）:param remote_tsap: 遠(yuǎn)程tsap（PLC tsap）:param rack: 服務(wù)器上的機(jī)架:param slot: 服務(wù)器上的插槽"""# 初始化一個(gè)客戶端my_plc = client.Client()# 設(shè)置內(nèi)部（IP、LocalTSAP、RemoteTSAP）坐標(biāo)。必須在connect（）之前調(diào)用此函數(shù)my_plc.set_connection_params(ip, local_tsap, remote_tsap)# 連接到S7服務(wù)器my_plc.connect(ip, rack, slot)return my_plcdef connect_200smart(ip: str, plc_model=3, rack=0, slot=1):"""連接s7-200smart系列:param ip: PLC/設(shè)備IPV4地址:param plc_model: 連接類型：1用于PG，2用于OP，3至10用于S7基本:param rack: 服務(wù)器上的機(jī)架:param slot: 服務(wù)器上的插槽"""# 初始化一個(gè)客戶端my_plc = client.Client()# 設(shè)置連接資源類型，即客戶端,連接到PLCmy_plc.set_connection_type(plc_model)# 連接到S7服務(wù)器my_plc.connect(ip, rack, slot)return my_plcdef connect_plc(ip: str, rack: int, slot: int):"""連接s7-1200/1500系列:param ip: PLC/設(shè)備IPV4地址:param rack: 服務(wù)器上的機(jī)架:param slot: 服務(wù)器上的插槽"""my_plc = client.Client()my_plc.connect(ip, rack, slot)return my_plc

4.讀plc

方法介紹及示例

在Client類里提供了主要兩種讀plc的函數(shù)

• read_area(area, dbnumber, start, size)

  這是讀plc最最最重要的方法，功能強(qiáng)大，支持（I，Q，M，DB，V，CT，TM）多存儲(chǔ)區(qū)讀取數(shù)據(jù)

  ? area：區(qū)地址類型（十六進(jìn)制類型），如下圖對(duì)應(yīng)

  ? dbnumber：地址編號(hào)（int），只適用于DB區(qū)和200samart的V區(qū)，其它區(qū)全默認(rèn)0，V區(qū)只能填1

  ? start：要讀取數(shù)據(jù)的字節(jié)起始地址（int）

  ? size：要讀取的數(shù)據(jù)類型所占字節(jié)長(zhǎng)度大小（int），如下字典對(duì)應(yīng)

  IQMDB/VCTTM

  0x81	0x82	0x83	0x84	0x1C	0x1D

  # 不同類型所占字節(jié)大小 TypeSize = {'int': 2, # 有符號(hào)（-32768～32767）'bool': 1, # bool值'dint': 4, # 有符號(hào) （-2147483648～2147483647）'word': 2, # 無(wú)符號(hào)（0～65536）'real': 4, # 有符號(hào) float類型（這范圍記不住了）'dword': 4, # 無(wú)符號(hào)（0～4294967295）'char': 1, # CHAR，ASCII字符集，占用1個(gè)字節(jié)內(nèi)存，主要針對(duì)歐美國(guó)家（字符比較少）'string': 255, # STRING，占用256個(gè)字節(jié)內(nèi)存，ASCII字符串，由ASCII字符組成's5time': 2,'wchar': 2, # WCHAR，Unicode字符集，占用2個(gè)字節(jié)內(nèi)存，主要針對(duì)亞洲國(guó)家（字符比較多）'wstring': 512, # WSTRING，默認(rèn)占用512個(gè)字節(jié)內(nèi)存（可變），Unicode字符串，由Unicode字符構(gòu)成'dt': 4, # DateTime 日期'usint': 1, # 0～255'sint': 1, # -128～127'uint': 2, # 0～4294967295'udint': 4, # 0～4294967295'lreal': 8,'time': 4,'d': 2,'tod': 4, # TOD (TIME_OF_DAY)數(shù)據(jù)作為無(wú)符號(hào)雙整數(shù)值存儲(chǔ)，被解釋為自指定日期的凌晨算起的毫秒數(shù)(凌晨 = 0ms)。必須指定小時(shí)(24 小時(shí)/天)、分鐘和秒。可以選擇指定小數(shù)秒格式。'dtl': 12, # DTL(日期和時(shí)間長(zhǎng)型)數(shù)據(jù)類型使用 12 個(gè)字節(jié)的結(jié)構(gòu)保存日期和時(shí)間信息。可以在塊的臨時(shí)存儲(chǔ)器或者 DB 中定義 DTL 數(shù)據(jù)。'date': 2, # Date(16位日期值)、'ltod': 8 }

  return：函數(shù)最后返回的是一個(gè)字節(jié)數(shù)組，到這里大家不用自己用struct包去解，作者在uitl文件里為大家封裝了取不同類型變量值的函數(shù)，下面我主要介紹兩種，

  • bool：get_bool(_bytearray, byte_index, bool_index)

    ? _bytearray：字節(jié)數(shù)組，就是你上面讀到的字節(jié)數(shù)組

    ? byte_index：字節(jié)索引，這里填0就可以，后面我會(huì)詳細(xì)介紹byte_index和上面read_area()的參數(shù)start，size三者的關(guān)系，以及靈活應(yīng)用

    ? bool_index： bool值索引，其實(shí)就是位(bit)索引（0~7），因?yàn)?byte=8bit

  • real：get_real(_bytearray, byte_index)

    ? 參數(shù)同上，大家可自己看源碼，目前除了bool和string類型，其它都只要兩個(gè)參數(shù)_bytearray和bool_index，有一些類型作者還沒(méi)寫，大家有用到可以自己解。

  """簡(jiǎn)單示例#1plc: s7-1200變量地址：DB1.DBD36 (1是地址編號(hào)，36是起始值)類型： real（float） """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaDBmy_plc = client.Client() # 實(shí)例化客戶端 my_plc.connect('192.168.2.1', 0, 0) # 連接s7-1200 byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaDB, 1, 36, 4) # 讀出變量的字節(jié)數(shù)組 value = util.get_real(byte_arrays, 0) # 通過(guò)數(shù)據(jù)類型取值 my_plc.disconnect() # 斷開連接 my_plc.destroy() # 銷毀 print(value)--------------------------------------------------------------------------------------"""簡(jiǎn)單示例#2plc: s7-200SMART變量地址：M1.0 (1是起始值，0是bool索引)類型： bool """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaMKmy_plc = client.Client() # 實(shí)例化客戶端 my_plc.set_connection_type(3) # 設(shè)置連接資源類型 my_plc.connect('192.168.2.2', 0, 1) # 連接s7-200SMART byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaMK, 0, 1, 1) # 讀出變量的字節(jié)數(shù)組 value = util.get_bool(byte_arrays, 0, 0) # 通過(guò)數(shù)據(jù)類型取值 my_plc.disconnect() # 斷開連接 my_plc.destroy() # 銷毀 print(value)

這里介紹一下start，size和byte_index之間關(guān)系以及如何應(yīng)用，方便理解個(gè)人整理以下如圖

注意多個(gè)變量的適用條件必須為同一地址（area），同一地址編號(hào)（dbnumber）。所以通過(guò)read_area函數(shù)可以一次讀取同一地址編號(hào)上的所有變量

"""示例plc: s7-1200變量地址：[DB4.DBX0.1， DB4.DBD36， DB4.DBW2 .....]類型： [bool, float, word ......] """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaDBmy_plc = client.Client() my_plc.connect('192.168.2.1', 0, 0) byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaDB, 4, 0, 40) # 這是所有db塊，地址編號(hào)4的變量，套用圖上公公式，最小的起始值是0，size是最大起始值加它類型所占的字節(jié)數(shù)就是36+float類型所占4個(gè)byte長(zhǎng)度，所以size是40value1 = util.get_bool(byte_arrays, 0, 1) # DB4.DBX0.1是bool類型，byte_index = 起始值是0 - 最小的起始值0 = 0value2 = util.get_real(byte_arrays, 36) # DB4.DBD36是float類型，byte_index = 起始值是36 - 最小的起始值0 = 36value3 = util.get_word(byte_arrays, 2) # DB4.DBW2是word類型，byte_index = 起始值是2 - 最小的起始值0 = 2my_plc.disconnect() my_plc.destroy() print(value1, value2, value3)

• read_multi_vars(items)

  這是可以一次讀取<=19個(gè)不同地址類型的變量，由于pdu大小限制一次性讀取不能超過(guò)19個(gè)變量

  items參數(shù)是一個(gè)由S7DataItem實(shí)例對(duì)象組成的列表

  下面我用作者寫的一個(gè)示例給大家介紹一下

  import ctypes import snap7 from snap7.common import check_error from snap7.types import S7DataItem, S7AreaDB, S7WLByteclient = snap7.client.Client() client.connect('10.100.5.2', 0, 2)data_items = (S7DataItem * 3)() # 注意就是這里數(shù)字不能大于19data_items[0].Area = ctypes.c_int32(S7AreaDB) # 地址類型 data_items[0].WordLen = ctypes.c_int32(S7WLByte) # 這里的WordLen除了讀TM和CT地址時(shí)其它地址統(tǒng)一用字節(jié)（S7WLByte）。不要用S7WLBit，用位去讀需要換算，不嫌麻煩你可以試試 data_items[0].Result = ctypes.c_int32(0) # result用不到寫0就可以 data_items[0].DBNumber = ctypes.c_int32(200) # 地址編號(hào) data_items[0].Start = ctypes.c_int32(16) # 變量起始字節(jié)地址 data_items[0].Amount = ctypes.c_int32(4) # 字節(jié)長(zhǎng)度data_items[1].Area = ctypes.c_int32(S7AreaDB) data_items[1].WordLen = ctypes.c_int32(S7WLByte) data_items[1].Result = ctypes.c_int32(0) data_items[1].DBNumber = ctypes.c_int32(200) data_items[1].Start = ctypes.c_int32(12) data_items[1].Amount = ctypes.c_int32(4) # reading a REAL, 4 bytesdata_items[2].Area = ctypes.c_int32(S7AreaDB) data_items[2].WordLen = ctypes.c_int32(S7WLByte) data_items[2].Result = ctypes.c_int32(0) data_items[2].DBNumber = ctypes.c_int32(200) data_items[2].Start = ctypes.c_int32(2) data_items[2].Amount = ctypes.c_int32(2) # reading an INT, 2 bytes# create buffers to receive the data # use the Amount attribute on each item to size the buffer for di in data_items:# create the bufferbuffer = ctypes.create_string_buffer(di.Amount)# cast the pointer to the buffer to the required typepBuffer = ctypes.cast(ctypes.pointer(buffer), ctypes.POINTER(ctypes.c_uint8))di.pData = pBufferfor di in data_items:check_error(di.Result)result, data_items = client.read_multi_vars(data_items)result_values = [] # function to cast bytes to match data_types[] above byte_to_value = [snap7.util.get_real, snap7.util.get_real, snap7.util.get_int]# unpack and test the result of each read for i in range(0, len(data_items)):btv = byte_to_value[i]di = data_items[i]value = btv(di.pData, 0)result_values.append(value) print(result_values)client.disconnect() client.destroy()

5.寫plc

方法介紹及示例

對(duì)變量賦值同樣也介紹兩種方法

• write_area(area, dbnumber, start, data)

要想對(duì)變量賦值，必須先讀取變量數(shù)組，然后在把要寫入的值設(shè)置到緩存，最后在寫到plc。

三步順序：

? 第一步：byte_arrays = read_area() 或 byte_arrays = bytearray(變量類型所占字節(jié)大小)

? 這個(gè)不介紹了不懂看上面讀plc方法介紹

? 第二步：在snap7.util里作者同樣封裝了不同類型變量更改字節(jié)數(shù)組的方法，這里拿bool類型描述一下，因?yàn)?其他類型參數(shù)基本都一樣，大家可看源碼

? set_bool(_bytearray, byte_index, bool_index, value)

? _bytearray：字節(jié)數(shù)組

? byte_index：字節(jié)索引

? bool_index：位索引

? value：要寫入的值（注意必須與要賦值的變量類型一致）

? 第三步：在通過(guò)write_area()函數(shù)把值寫進(jìn)plc

? write_area(area, dbnumber, start, data)

? area：地址類型

? dbnumber： 地址編號(hào)

? start：字節(jié)起始值

? data： 字節(jié)數(shù)組（就是你第一步讀出來(lái)的字節(jié)數(shù)組）

"""簡(jiǎn)單示例#1plc: s7-200SMART變量地址：M1.0 (1是起始值，0是bool索引)類型： bool """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaMKmy_plc = client.Client() my_plc.set_connection_type(3) my_plc.connect('192.168.2.101', 0, 1) byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaMK, 0, 1, 1) print('賦值前', util.get_bool(byte_arrays, 0, 0)) util.set_bool(byte_arrays, 0, 0, 1) my_plc.write_area(S7AreaMK, 0, 1, byte_arrays) print('賦值后', util.get_bool(byte_arrays, 0, 0)) my_plc.disconnect() my_plc.destroy()-----------------------------------------------------------------------------------------"""簡(jiǎn)單示例#2plc: s7-1200變量地址：Q1.2 (1是起始值，2是bool索引)類型： bool """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaPAmy_plc = client.Client() my_plc.connect('192.168.2.1', 0, 1) byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaPA, 0, 1, 1) print('賦值前', util.get_bool(byte_arrays, 0, 2)) util.set_bool(byte_arrays, 0, 2, 1) my_plc.write_area(S7AreaPA, 0, 1, byte_arrays) print('賦值后', util.get_bool(byte_arrays, 0, 2)) my_plc.disconnect() my_plc.destroy()

同讀的思維一樣，我們這里也可以一次為同一地址，同一地址編號(hào)所有變量賦值

"""示例plc: s7-200SMART變量地址：V100.0 VD104類型： bool real """ from snap7 import util, client from snap7.snap7types import S7AreaDBmy_plc = client.Client() my_plc.set_connection_type(3) my_plc.connect('192.168.2.101', 0, 1) byte_arrays = my_plc.read_area(S7AreaDB, 1, 0, 108) print('賦值前', util.get_bool(byte_arrays, 100, 0), '賦值前', util.get_real(byte_arrays, 104)) util.set_bool(byte_arrays, 100, 0, 1) util.set_real(byte_arrays, 104, 999.99) my_plc.write_area(S7AreaDB, 1, 0, byte_arrays) print('賦值后', util.get_bool(byte_arrays, 100, 0), '賦值后', util.get_real(byte_arrays, 104)) my_plc.disconnect() my_plc.destroy()

• write_multi_vars(items)

這同樣也是一個(gè)可以一次為多個(gè)不同地址變量賦值的函數(shù)（同樣不能大于19個(gè)）

還是用作者的例子（參數(shù)用法大同小異）

import ctypes import snap7 from snap7.types import S7WLByte, S7DataItem, S7WLWord, S7WLReal, S7WLTimer from snap7.types import areas, wordlen_to_ctypes from snap7.util import set_int, set_real, set_word, get_int, get_real, get_s5timeclient = snap7.client.Client() client.connect('192.168.100.100', 0, 2)items = []def set_data_item(area, word_len, db_number: int, start: int, amount: int, data: bytearray) -> S7DataItem:item = S7DataItem()item.Area = ctypes.c_int32(area)item.WordLen = ctypes.c_int32(word_len)item.DBNumber = ctypes.c_int32(db_number)item.Start = ctypes.c_int32(start)item.Amount = ctypes.c_int32(amount)array_class = ctypes.c_uint8 * len(data)cdata = array_class.from_buffer_copy(data)item.pData = ctypes.cast(cdata, ctypes.POINTER(array_class)).contentsreturn itemint_values = [10, 20, 30, 40] ints = bytearray(len(int_values) * 2) for i, value in enumerate(int_values):set_int(ints, i * 2, value)real = bytearray(4) set_real(real, 0, 42.5)counters = 0x2999.to_bytes(2, 'big') + 0x1111.to_bytes(2, 'big')item1 = set_data_item(area=areas.DB, word_len=S7WLWord, db_number=1, start=0, amount=4, data=ints) item2 = set_data_item(area=areas.DB, word_len=S7WLReal, db_number=1, start=8, amount=1, data=real) item3 = set_data_item(area=areas.TM, word_len=S7WLTimer, db_number=0, start=2, amount=2, data=counters)items.append(item1) items.append(item2) items.append(item3)client.write_multi_vars(items)db_int = client.db_read(1, 0, 8) db_real = client.db_read(1, 8, 12) db_counters = client.ct_read(2, 2)print(f'int values: {[get_int(db_int, i * 2) for i in range(4)]}') print(f'real value: {get_real(db_real, 0)}') print(f'counters: {get_s5time(counters, 0)}, {get_s5time(counters, 2)}')

6.總結(jié)

不總了，有問(wèn)題大家隨時(shí)交流

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python使用Snap7读写西门子S7系列PLC的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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