c#基于TCP/IP、CIP协议的欧姆龙PLC通信

一、关于CIP协议

　　CIP通信是Common Industrial Protocl(CIP)的简称，它是一个点到点的面向对象协议，能够实现工业器件（传感器，执行器）之间的连接，和高等级的控制器之间的连接。目前，有3种网络DeviceNet，ControlNet，EtherNet/IP使用CIP通信协议作为其上层网络协议，由ODVA组织统一管理，以确保其一致性和精确性。

二、EtherNet/IP通信

　　EtherNet/IP(Ethernet/Industrial Protocol)，是一个工业级的通信网络，用于工业器件间高速的信息交换，这些器件包括简单的IO器件（传感器），还有复杂的控制器（机器人，PLC，焊机，过程控制器）。EtherNet/IP使用CIP(Common Industrial Protocl),其使用EtherNet和TCP/IP技术传送CIP通信包，CIP作为开放的应用层，位于EtherNet和TCP/IP协议之上。

三、CIP通信报文

1.注册会话ID　　

private byte[] Registercmd = new byte[28]
{

　　//--------------------------------------------------------Header 24byte-------------------------------------
　　0x6F,0x00,//命令 2byte
　　0x04,0x00,//Header后面数据的长度 2byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//会话句柄 4byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//状态默认0 4byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//发送方描述默认0 8byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//选项默认0 4byte

//-------------------------------------------------------CommandSpecificData 指令指定数据 4byte

　　0x01,0x00,//协议版本 2byte

　　0x00,0x00,//选项标记 2byte
};

2.提取会话ID-注册请求的应答报文

private byte[] RefRegistercmd = new byte[28] 
{

　　//--------------------------------------------------------Header 24byte-------------------------------------
　　0x6F,0x00,//命令 2byte
　　0x04,0x00,//CommandSpecificData的长度 2byte
　　0x6B,0x01,0x01,0x00,//会话句柄 4byte 由PLC生成
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//状态默认0 4byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//发送方描述默认0 8byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//选项默认0 4byte

//-------------------------------------------------------CommandSpecificData 指令指定数据 4byte

　　0x01,0x00,//协议版本 2byte

　　0x00,0x00,//选项标记 2byte
};

public byte[] SessionHandle=new byte[4]{0x6B,0x01,0x01,0x00};//从应答报文提取的会话ID

后续读写PLC的报文中，需要包含PLC返回的会话ID

---

3.读数据服务请求报文

报文由三部分组成 Header 24个字节 、CommandSpecificData 16个字节、以及CIP消息（由读取的标签生成）

实例，读取单个标签名为 TAG1的报文总长度为64个字节

private byte[] Header = new byte[24]
{
　　0x6F,0x00,//命令 2byte
　　0x28,0x00,//长度 2byte（总长度-Header的长度）=40 
　　0x6B,0x01,0x01,0x00,//会话句柄 4byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//状态默认0 4byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//发送方描述默认0 8byte
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//选项默认0 4byte
};

private byte[] CommandSpecificData = new byte[16]
{
　　0x00,0x00,0x00,0x00,//接口句柄 CIP默认为0x00000000 4byte
　　0x01,0x00,//超时默认0x0001 4byte
　　0x02,0x00,//项数默认0x0002 4byte
　　0x00,0x00,//空地址项默认0x0000 2byte
　　0x00,0x00,//长度默认0x0000 2byte
　　0xb2,0x00,//未连接数据项默认为 0x00b2
　　0x18,0x00,//后面数据包的长度 24个字节(总长度-Header的长度-CommandSpecificData的长度)
};

private byte[] CipMessage = new byte[24]
{

　 0x52,0x02　　   //服务默认0x52  请求路径大小 默认2
　　0x22,06,0x24,0x01,//请求路径 默认0x01240622 4byte
　　0x0A,0xF0,//超时默认0xF00A 4byte
　　0x0A,0x00,//Cip指令长度  服务标识到服务命令指定数据的长度 
　　0x4C,//服务标识固定为0x4C 1byte  
　　0x03,// 节点长度 2byte  规律为 (标签名的长度+1/2)+1
　　0x91,//扩展符号 默认为 0x91
　　0x04,//标签名的长度

　　0x54,0x41,0x47,0x31,//标签名 ：TAG1转换成ASCII字节 当标签名的长度为奇数时，需要在末尾补0  比如TAG转换成ASCII为0x54,0x41,0x47，

需要在末尾补0 变成 0x54,0x41,0x47，0

　　0x01,0x00,//服务命令指定数据　默认为0x0001　

　  0x01,0x00,0x01,0x00//最后一位是PLC的槽号

};

PLC回复报文：

6F0018006B01010000000000000000000000000000000000000000000100020000000000B200  　

为数据false

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实例，读取多个标签名为 TAG、TAG1的报文总长度为86个字节

6F003E006B01010000000000000000000000000000000000000000000100020000000000B2002E005202200624010AF020000A02200224010200060010004C0391035441470001004C03910454414731010001000100

Header：6F003E006B01010000000000000000000000000000000000      24byte

CommandSpecificData: 00 00 00 00 0100020000000000B2002E00     16byte

CipMessage:

-服务代码 -请求路径大小 -请求路径  0AF0超时   20 00 CIP指令长度 （0A-00之间的长度为32个字节）

-请求路径大小  请求路径 0200 标签的数量  0600 偏移量（初始值为：2+标签数量*2）

1000 偏移量 =标签服务长度+初始偏移量（有几个标签就有几个偏移量）

4C 03 91 03 54414700 0100  标签TAG  4C039104544147310100  标签TAG1

PLC回复报文：

6F00006B01010000000000000000000000000000000000000000000100020000000000B200008A000000020006001300CC000000D00005003232323232CC000000D00005003232323232    76byte

Header:6F0034006B01010000000000000000000000000000000000  24byte

CommandSpecificData:000000000100020000000000B2002400  16byte

CipMessage:    CC000000D00005003232323232

8A-多个标签   0000 -状态  0200-项数  0600-标签TAG偏移量  1300-标签TAG1偏移量  0000-状态0正常 D000-数据类型：string

0500:字符串长度（字符串类型特有的）

3232323232-数据 "22222"：

目前常用的数据类型: C1-BOOL C2-SINT C3-Short C4-Int  C7-UShort C8-UInt  CA-Float CB -Double  D0-String

---

4.写入数据服务报文

实例，往标签名为：TAG1 写入true  数据类型为 bool

写入报文：68byte

6F002C006B01010000000000000000000000000000000000 000000000100020000000000B2001C00 5202200624010AF00E004D03910454414731C1000100010001000100

header：6F002C006B01010000000000000000000000000000000000   24byte

CommandSpecificData:000000000100020000000000B2001C00     16byte

20062401 0AF0  0E00 4D 03 91 04 54414731 C100 0100 0100 01000100   28byte

-请求路径大小  20062401-请求路径，默认   0AF0-超时           0E00-CIP指令长度（绿色部分的长度）

4D-写入标识     03-（标签名的长度+1）/2+1   91-扩展符号    04-标签TAG1的长度   54414731 -标签名的ASCII表示

C100-数据类型    0100-默认项   0100-数据 TRUE（2byte）          01000100 - 默认最后一位为PLC槽号

PLC回复报文：

6F0014006B0101 00000 00000000000000000000000000000 000000000100020000000000B2000400CD000000   44byte

header:6F0014006B01010000000000000000000000000000000000 24byte

CommandSpecificData:000000000100020000000000B2000400  16byte

CIPMessage:CD 00 0000     CD-服务标识  00-填充字节  0000-状态好

注意:当写入字符串类型时，写入的数据长度为奇数时，需要在数据后填充一个字节0

---

5.扩展知识

首先建立起TCP连接，CIP通信端口默认为44818。TCP连接成功后，发送会话消息，获取四个字节的会话ID，就可以正常读写了。

000000000000000000000000000000 24byte

　 0x0000：状态正常(在报文里低位在前高位在后)

　 0x0001:发出了无效或不受支持的封装命令;

　 0x0002:接收器中的内存资源不足，无法处理命令;

　 0x0003:封装消息的数据部分中的数据形成不良或不正确;

　 0x0004:Reserved for legacy(RA);

　 0x0064:向目标发送封装消息时，始发者使用了无效的会话句柄;

0x0065:目标收到一个无效长度的信息

0x0069:不支持的封装协议修订

　　0x0000-成功

　　0x0004-它没有正确生成或匹配标记不存在

　　0x0005-引用的特定项（通常是实例）无法找到

　　0x0006-请求的数据量不适合响应缓冲区。 发生了部分数据传输

　　0x000A-尝试处理其中一个属性时发生错误

　　0x0013-命令中没有提供足够的命令数据/参数来执行所请求的服务

　　0x001C-与属性计数相比，提供的属性数量不足

　　0x001E-此服务中的服务请求出错

　　0x0020-命令中参数的数据类型与实际参数的数据类型不一致

　　0x0026-IOI字长与处理的IOI数量不匹配