基于C#實現(xiàn)手機APP遠程訪問西門子PLC（附源碼）
隨著5G時代的來臨，物聯(lián)網(wǎng)開始加速盛行，慢慢地融入到我們的生活當(dāng)中，萬物互聯(lián)互通將不再只是紙上談兵。
現(xiàn)在各大物聯(lián)網(wǎng)平臺層出不窮，看似離我們很遙遠，其實只要我們敢于去研究，敢于去發(fā)現(xiàn)，萬物互聯(lián)，近在咫尺之間。
今天給大家介紹一下，作為一個普通的.NET開發(fā)人員，如何不借助第三方的物聯(lián)網(wǎng)平臺，搭建一個簡單實用的物聯(lián)網(wǎng)平臺框架。
一
物聯(lián)網(wǎng)框架
此物聯(lián)網(wǎng)框架是在上位機框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議MQTT實現(xiàn)。上位機本身就集成有采集、歸檔及日志等功能，只需要在這個基礎(chǔ)上，連接MQTT服務(wù)器之后，并向指定的主題Topic中發(fā)布相關(guān)的數(shù)據(jù)，相關(guān)的WEB、APP只需要訂閱相應(yīng)的主題，即可獲取到數(shù)據(jù)。
整體軟件框架如下圖示所示：
圖表 1整體軟件框架實現(xiàn)
從上圖可以看出，整體軟件基于MQTT協(xié)議搭建，依據(jù)此軟件框架搭建的MQTT物聯(lián)網(wǎng)拓撲圖如下圖所示：
圖表2MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺拓撲圖
二
框架實現(xiàn)
為了測試方便，這里選擇西門子S7-1200 PLC作為下位機，采用西門子S7進行通信，上位機先與PLC進行通信，同時連接MQTT服務(wù)器，并向指定主題發(fā)布數(shù)據(jù)。
（1）首先創(chuàng)建一個新的Windows窗體應(yīng)用，從NuGet上下載xktComm.dll：
圖表 3 xktComm下載
（2）開發(fā)UI界面開發(fā)，按照功能設(shè)計如下圖所示：
圖表 4 MQTT客戶端UI界面
（3）UI界面設(shè)計完成之后，進行代碼的編寫，這里使用開源的mqtt庫mqttnet，仍然通過NuGet下載安裝一下，這里選擇版本為2.8.2，選擇不同的版本，使用上會有一些區(qū)別：
圖表 5 MQTTnet下載
（4）先實現(xiàn)基本的MQTT連接服務(wù)器及斷開連接：
（5）基于委托創(chuàng)建日志處理對象及方法體：
（6）確定并創(chuàng)建通信變量實體類及集合：
表格 1通信變量列表
|
序號 |
變量名稱 |
變量地址 |
變量類型 |
|
1 |
出口壓力 |
DB100.DBD0 |
Float |
|
2 |
入口壓力 |
DB100.DBD4 |
Float |
|
3 |
出口溫度 |
DB100.DBD8 |
Float |
|
4 |
入口溫度 |
DB100.DBD12 |
Float |
按照這個結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建一個實體類，如下圖所示：
（7）Nuget添加Newtonsoft.Json，引入JSON轉(zhuǎn)換類，便于后續(xù)將對象轉(zhuǎn)換成JSON格式字符串進行傳輸。
（8）基于xktComm.dll與西門子PLC之間建立連接：
（9）通過定時器定時向指定的主題發(fā)布實時數(shù)據(jù)：
（10）在云服務(wù)器端開啟MQTT服務(wù)器：
圖表 6 MQTT服務(wù)器開啟
（11）運行MQTT客戶端，連接服務(wù)器，并點擊開始定時：
圖表 7運行MQTT客戶端
（12）連接成功后，可以觀察到MQTT服務(wù)器中收到了來自MQTT客戶端發(fā)來的信息：
圖表 8 MQTT服務(wù)器接收消息
三
框架應(yīng)用
當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)上傳到MQTT服務(wù)器后，那么如果需要獲取這些數(shù)據(jù)，只需要開發(fā)一個MQTT，并訂閱那個主題，這樣，MQTT服務(wù)器就會自動將相關(guān)的信息推送到客戶端軟件中，可以先用MQTT.fx測試一下，MQTT.fx是一款基于Eclipse Paho，使用Java語言編寫的MQTT客戶端工具，支持通過Topic訂閱和發(fā)布消息。打開MQTT.fx，輸入正確的服務(wù)器地址、端口號、用戶及密碼，并訂閱主題thinger后，就可以實時收到服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)了，如下圖所示：
圖表 9 MQTT.fx應(yīng)用
與此同時，我們也可以通過開發(fā)相關(guān)的WEB網(wǎng)頁或者APP來獲取數(shù)據(jù)，下面是一個簡易APP的數(shù)據(jù)展示：
圖表 10 TIA博途數(shù)據(jù)
圖表 11 APP數(shù)據(jù)展示
四
整體總結(jié)
本文主要是基于MQTT協(xié)議實現(xiàn)了本地PLC控制器數(shù)據(jù)上傳的過程。基于阿里云服務(wù)器，你可以在任意地方訪問到本地PLC的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程上傳。本文主要針對的是電氣和工控人員，物聯(lián)網(wǎng)必然是未來發(fā)展的趨勢，建議所有的PLC工程師及電氣工程師，都應(yīng)該掌握一門編程語言，也許現(xiàn)在用不到，但未來總會用得到。