通讯协议教程

Name: Darra Software PLC
Author: Darra

从零开始学会 Darra PLC 的通讯配置。每个协议都包含：原理说明 → 配置方法 → 代码示例 → 故障排除。适合刚接触工业通讯的工程师，也适合需要快速查阅的老手。

1. 通讯概述

1.1 Darra 通讯架构长什么样？

Darra PLC 的通讯分三层：

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                  用户层（IDE / HMI / SCADA / 云）     │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                  通讯服务层                          │
│  DarraLink  │  RemoteAccess  │  OPC UA  │  MQTT    │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                  协议适配层                          │
│  EtherCAT │ Modbus │ S7 │ MC │ 串口 │ 数据库       │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                  现场设备                            │
│  伺服驱动器 │ 变频器 │ 传感器 │ 仪表 │ 上位机        │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

控制面：走 HSL（High-Speed Communication Library），跑在 Windows Darra.PLC.Service 里，负责 Modbus、S7、MC 这些传统协议。

实时面：走 EtherCAT / DarraSync，跑在内核态驱动里，负责伺服控制和分布式 IO，延迟微秒级。

简单说：控制面"慢但灵活"，实时面"快但固定"。

1.2 固定端口一览（不许改）

以下端口是产品常量，UI 不显示、不可编辑：

端口	协议	谁连谁	干啥用
18821 TCP	DarraLink	IDE → Service	变量读写、订阅推送、远程部署、热更新
18443 HTTPS	RemoteAccessServer	IDE → 远程 Service	远程管理 API
18823 HTTP/WS	HMI Web	浏览器 → HMI	HMI 页面 + 实时数据推送
18852 UDP	Discovery	同广播域设备发现	设备扫描兜底
4840 TCP	OPC UA	SCADA/MES → PLC	标准 OPC UA 数据访问
502 TCP	Modbus TCP	上位机 → PLC	Modbus 通讯

1.3 通讯方式：请求-响应 vs 订阅-推送

方式	谁主动	延迟	典型协议
请求-响应	客户端发请求，服务器回响应	一次往返	Modbus、S7、MC、HTTP
订阅-推送	客户端订阅，服务器变化时推送	最快	OPC UA 订阅、MQTT、WebSocket

什么时候选哪个？

需要实时控制（如伺服位置）：用 EtherCAT（硬实时）
需要周期性读数据（如每 100ms 读温度）：用请求-响应（Modbus）
需要事件通知（如报警触发）：用订阅-推送（OPC UA / MQTT）
需要跨网络上云：用 MQTT（物联网标准）

1.4 通讯安全

安全措施	说明	适用协议
TLS 加密	传输层加密，防窃听	MQTT、OPC UA、HTTPS
Bearer Token	JWT/OAuth 令牌认证	HTTP API
用户名/密码	基础认证	OPC UA、MQTT
X.509 证书	双向证书验证	OPC UA
防火墙策略	白名单放行固定端口	所有协议

生产环境最低要求：启用加密 + 认证，禁止匿名访问。

2. DarraLink 协议

2.1 概述

DarraLink 是 Darra 自有的二进制协议，跑在 TCP 18821 端口上，是 IDE 与 Service 之间的主通道。

它能干啥？

在线监控 PLC 变量（实时读写）
订阅变量变化（推送模式）
远程部署项目（下载 .dplc 到现场机）
热更新（不停机更新 PLC 程序）
诊断信息查询

2.2 连接建立

IDE（工程师电脑）            Service（现场工控机）
     │                              │
     │  1. TCP 连接 18821           │
     │─────────────────────────────>│
     │  2. 认证握手                  │
     │<────────────────────────────>│
     │  3. 心跳（每 5s）             │
     │<────────────────────────────>│
     │  4. 数据通讯                  │
     │<────────────────────────────>│

心跳机制：

IDE 每 5 秒发一次心跳包
连续 3 次心跳无响应 → 判定断线 → 自动重连
重连策略：指数退避 1s → 2s → 4s → ... → 最大 60s

2.3 变量读写示例

读变量（SCL 中调用）：

VAR
    DarraLinkClient : DarraLinkClient;
    Value : REAL;
    Status : DINT;
END_VAR

// 连接
DarraLinkClient.Connect(
    Host := '192.168.1.100',
    Port := 18821,
    Timeout := T#3s
);

// 读取变量 MD100
DarraLinkClient.ReadVariable(
    Name := 'MD100',
    Value := Value,
    Status := Status
);

// 写入变量 MW500
DarraLinkClient.WriteVariable(
    Name := 'MW500',
    Value := 1500,
    Status := Status
);

2.4 订阅推送

VAR
    Subscription : DarraLinkSubscription;
END_VAR

// 订阅变量变化
Subscription.Subscribe(
    Variables := ['MD100', 'MD104', 'MX0.0'],
    Interval := T#500ms,   // 采样间隔
    OnChange := TRUE       // 仅变化时推送
);

// 回调处理
IF Subscription.Updated THEN
    // Subscription.Values[0] 是最新的 MD100
    ProcessValue(Subscription.Values[0]);
END_IF

2.5 错误处理与重连

VAR
    Link : DarraLinkClient;
    ReconnectCount : INT := 0;
END_VAR

IF NOT Link.Connected THEN
    ReconnectCount := ReconnectCount + 1;
    Link.Reconnect();
    // 连续 5 次失败就报警
    IF ReconnectCount > 5 THEN
        Alarm_DarraLinkDown := TRUE;
    END_IF
ELSE
    ReconnectCount := 0;
    Alarm_DarraLinkDown := FALSE;
END_IF

2.6 排错

症状	原因	处理
连接超时	IP 地址错 / 防火墙拦 18821	`telnet 192.168.1.100 18821` 测试
认证失败	Token 过期 / 不匹配	重新部署项目，刷新 Token
频繁断连	网络不稳定	检查网线、交换机
变量读回 0	变量名拼写错	核对变量表的大小写

3. EtherCAT 主站

3.1 EtherCAT 协议原理

EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种实时工业以太网协议。

核心思想：数据帧"飞过"每个从站时，从站在帧经过时直接读写数据，不经过软件协议栈。

主站 ──[帧]──→ 从站1 ──→ 从站2 ──→ ... ──→ 从站N
               ↓                    ↓
           在帧经过时读/写        在帧经过时读/写

为什么这么快？

从站硬件（ASIC/FPGA）在帧经过的瞬间处理数据
不经过 CPU、不经过软件协议栈
周期可以做到 50µs ~ 1ms

3.2 主站配置

第一步：网卡绑定

EtherCAT 需要一张专用网卡，推荐 Intel I210/I211/I350。

# 安装 EtherCAT 驱动（管理员权限）
install_ecat.ps1 -DevSign -Force

# 确认网卡已被接管
netcfg -q DarraRT_Eth

注意：被 DarraRT_Eth 接管的网卡不能同时用于上网。建议双网卡：一张上网，一张 EtherCAT。

第二步：ESI 文件加载

ESI（EtherCAT Slave Information）是从站的"身份证"XML 文件。从厂商网站下载后，导入 IDE：

项目树 → EtherCAT → ESI 管理 → 导入

导入后，IDE 就知道从站支持哪些参数、哪些 PDO。

第三步：PDO 映射

PDO（Process Data Object）是周期性交换的数据。每个从站告诉你"我想发啥、我想收啥"。

从站发（TxPDO）：
  0x6041:00 Statusword    16 bit
  0x6064:00 Actual Position  32 bit
  0x6077:00 Torque Actual  16 bit

从站收（RxPDO）：
  0x6040:00 Controlword    16 bit
  0x607A:00 Target Position  32 bit
  0x60FF:00 Target Velocity  32 bit

IDE 自动根据 ESI 配置默认 PDO。你需要做的只是：

确认 PDO 映射符合你的需求
如果有特殊参数，手动添加 SDO 配置

3.3 从站状态机

EtherCAT 从站有四个状态：

INIT → PRE-OP → SAFE-OP → OP
  ↑       ↑        ↑       ↑
  └───────┴────────┴───────┘
  （失败时回到前一个状态）

状态	能干啥	啥不能干
INIT	只读寄存器	不能通讯
PRE-OP	邮箱通讯（SDO 配置参数）	PDO 不能用
SAFE-OP	邮箱 + 读 PDO	不能写输出
OP	全部功能	—

典型启动流程：

上电 → INIT（自动）→ 主站配置参数 → PRE-OP → 配置 PDO 映射 → SAFE-OP → 下发 DC 时钟 → OP

3.4 分布式时钟（DC）

DC 让所有从站的 SYNC0 信号在纳秒级对齐，是多轴同步的基础。

主站 → 广播参考时钟 → 所有从站校时
主站 → 计算传播延迟 → 下发到每个从站
每个从站 → 按本地时钟生成 SYNC0/SYNC1

配置参数：

参考时钟从站：选第一个支持 DC 的从站（通常靠近主站）
SYNC0 周期：与 PDO 周期一致（典型 1ms）
SYNC0 相位：默认 0，必要时偏移（如 500µs）

3.5 CoE 邮箱通讯（SDO 读写）

SDO 用于参数配置和非实时数据，不走 PDO：

// 读参数：从站 3 的 Actual Position（0x6064:00）
int pos = master.SdoRead<int>(slaveIndex: 3, index: 0x6064, subIndex: 0);

// 写参数：从站 3 的 Profile Velocity（0x6081:00）
master.SdoWrite(slaveIndex: 3, index: 0x6081, subIndex: 0, value: 100000);

重要：SDO 不是实时的（典型延迟 1~50ms）。启动阶段配参数用 SDO，运行时高频数据走 PDO。

3.6 过程数据（PDO 映射）

PDO 数据在 PLC 程序中直接映射到变量：

PLC 变量         PDO 映射         从站寄存器
Axis1.ActualPos ← 0x6064:00    ← 伺服实际位置
Axis1.TargetPos → 0x607A:00    → 伺服目标位置
Axis1.Status    ← 0x6041:00    ← 伺服状态字
Axis1.Control   → 0x6040:00    → 伺服控制字

在 SCL 中控制伺服：

VAR
    Axis1 : AXIS_REF;
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
END_VAR

// 使能伺服
Axis1.ControlWord := 16#0006;  // Shutdown
Axis1.ControlWord := 16#0007;  // Switch On
Axis1.ControlWord := 16#000F;  // Enable Operation

// 绝对定位
MoveAbs(
    Axis := Axis1,
    Position := 100000,  // 单位 counts
    Velocity := 50000,
    Acceleration := 100000,
    Deceleration := 100000,
    Execute := TRUE
);

IF MoveAbs.Done THEN
    // 到达目标位置
END_IF

3.7 从站诊断

VAR
    Diag : EtherCATDiagnostics;
    SlaveStatus : ARRAY[0..63] OF SLAVE_STATUS;
    i : INT;
END_VAR

// 读取所有从站状态
Diag.ReadAllSlaveStatus(SlaveStatus := SlaveStatus);

FOR i := 0 TO 63 DO
    IF SlaveStatus[i].Online THEN
        // 从站 i 在线
        IF SlaveStatus[i].State <> ESM_STATE_OP THEN
            // 不在 OP 状态，记录原因
            LogError('Slave ' + INT_TO_STRING(i) +
                     ' state: ' + INT_TO_HEX(SlaveStatus[i].StateCode));
        END_IF
    END_IF
END_FOR

3.8 热插拔与冗余

热插拔：EtherCAT 支持运行时插入/拔出从站。主站检测到拓扑变化后自动重新配置。

{
  "ethercat": {
    "hotConnect": true,
    "coldReconnectTimeout": 10000,
    "maxSlaves": 64
  }
}

线缆冗余（双网卡）：

主站 NIC1 ── 从站1 ── 从站2 ── ... ── 从站N ──┐
                                                │
主站 NIC2 ──────────（备用路径）───────────────┘

任意一根网线断，主站自动反转方向，业务不中断。

3.9 配置示例：松下 MINAS A6B 伺服

硬件连接

Darra PLC (Intel I210) ── CAT6 网线 ── MINAS A6B (X2A EtherCAT 口)

步骤 1：导入 ESI 文件

从松下官网下载 MINAS A6B ESI XML
IDE 中：EtherCAT → ESI 管理 → 导入
搜索 "Panasonic MINAS A6B"

步骤 2：配置 PDO

TxPDO（从站发）：
  - 0x6041:00 Statusword（16 bit）
  - 0x6064:00 Actual Position（32 bit）
  - 0x6077:00 Torque Actual（16 bit）
  - 0x6061:00 Modes of Operation Display（8 bit）

RxPDO（主站发）：
  - 0x6040:00 Controlword（16 bit）
  - 0x607A:00 Target Position（32 bit）
  - 0x60FF:00 Target Velocity（32 bit）
  - 0x6060:00 Modes of Operation（8 bit）

步骤 3：配置 DC 时钟

SYNC0 周期：1000 µs（1ms）
参考时钟：第一个从站（MINAS A6B）

步骤 4：SCL 控制代码

PROGRAM Main
VAR
    // 轴变量
    Axis1 : AXIS_REF;
    
    // MC 功能块
    Home : MC_Home;
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
    MoveVel : MC_MoveVelocity;
    Power : MC_Power;
    
    // 状态
    IsHomed : BOOL := FALSE;
    TargetPos : DINT := 50000;
    Speed : DINT := 30000;
END_VAR

// 主程序
Power(
    Axis := Axis1,
    Enable := TRUE,
    Status => Axis1.PowerStatus,
    Error => Axis1.PowerError
);

IF Power.Status AND NOT IsHomed THEN
    Home(
        Axis := Axis1,
        Execute := TRUE,
        Done => IsHomed
    );
END_IF

IF IsHomed THEN
    MoveAbs(
        Axis := Axis1,
        Position := TargetPos,
        Velocity := Speed,
        Execute := TRUE,
        Done => MoveDone
    );
END_IF

// 错误处理
IF Axis1.PowerError OR MoveAbs.Error THEN
    // 停止输出，报警
    Axis1.ControlWord := 16#0006;  // Shutdown
    Alarm_ServoFault := TRUE;
END_IF

3.10 排错

症状	原因	处理
扫描不到从站	网卡未被 DarraRT_Eth 接管	设备管理器检查驱动
卡在 INIT	线序错 / 从站没通电	检查 LED 灯
切不到 OP	PDO 映射失败	查 AL_STATUS_CODE
WKC 不匹配	帧丢失 / 从站掉线	查端口错误计数
DC 不同步	参考时钟选错	改参考时钟从站
周期抖动大	CPU 隔离不足	增加隔离核心数
SDO 超时	从站忙 / 索引不对	确认对象字典支持

4. Modbus TCP/RTU

4.1 Modbus 协议原理

Modbus 是工业通讯的"通用语"——几乎每个设备都支持。它分两种：

模式	传输层	速度	距离
Modbus TCP	以太网 TCP 502 端口	快	100m（以太网）
Modbus RTU	RS-485 串口	慢	1200m

主从模型：

主站（Darra PLC）                 从站（变频器/温控器/仪表）
     │                                  │
     │  ── 请求（功能码 + 地址 + 数据）──>│
     │  <── 响应（功能码 + 数据）───────│

4.2 功能码

功能码	名称	读/写	数据类型
01	Read Coils	读	BOOL（线圈）
02	Read Discrete Inputs	读	BOOL（只读输入）
03	Read Holding Registers	读	WORD/DWORD/REAL
04	Read Input Registers	读	WORD/DWORD/REAL
05	Write Single Coil	写	单个 BOOL
06	Write Single Register	写	单个 WORD
15	Write Multiple Coils	写	批量 BOOL
16	Write Multiple Registers	写	批量 WORD
23	Read/Write Multiple Registers	读写	批量 WORD

4.3 地址映射

Modbus 地址与 PLC 变量通过 PLCDataServer 建立映射：

Modbus 地址范围	功能码	PLC 地址	数据类型
00001 ~ 09999	01/05/15	MX0.0 ~ MX1249.7	BOOL（线圈）
10001 ~ 19999	02	IX0.0 ~ IX1249.7	BOOL（只读输入）
30001 ~ 39999	04	IW0 ~ IW9998	WORD（只读）
40001 ~ 49999	03/06/16	MW0 ~ MW9998	WORD（最常用）

最常用的是 40001 开始的保持寄存器，读写都行。

4.4 Modbus TCP 客户端

配置

{
  "protocol": "ModbusTCP",
  "host": "192.168.1.100",
  "port": 502,
  "slaveId": 1,
  "timeout": 3000,
  "keepAlive": true
}

代码示例

// 创建 Modbus TCP 连接
var adapter = PLCDriverFactory.Create(ProtocolId.ModbusTCP);
await adapter.ConnectAsync(new ConnectionConfig
{
    Host = "192.168.1.100",
    Port = 502,
    SlaveId = 1
});

// 读保持寄存器 40001~40010
var data = await adapter.ReadAsync("40001", 10);
float temperature = BitConverter.ToSingle(data, 0);

// 写单个寄存器 40001
await adapter.WriteAsync("40001", BitConverter.GetBytes((short)1000));

// 断开
await adapter.DisconnectAsync();

SCL 中调用

VAR
    MB : ModbusTCP_Client;
    TempValue : REAL;
    Status : DINT;
END_VAR

// 配置连接
MB.Configure(
    Host := '192.168.1.100',
    Port := 502,
    SlaveID := 1,
    Timeout := T#3s
);

// 连接
MB.Connect();

// 读 40001（保持寄存器，实际是地址 0）
MB.ReadHoldingRegisters(
    StartAddr := 0,
    Quantity := 2,      // REAL 占 2 个寄存器
    Data := TempValue,
    Status := Status
);

// 写 MW500 到 40001
MB.WriteSingleRegister(
    Address := 0,
    Value := MW500
);

4.5 Modbus RTU 串口通信

配置

{
  "protocol": "ModbusRTU",
  "serialPort": "COM3",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 8,
  "parity": "Even",
  "stopBits": 1,
  "slaveId": 1,
  "timeout": 1000
}

硬件连接

Darra PLC（RS-485 口）         从站设备
      A (+) ───────────────── A (+)
      B (-) ───────────────── B (-)
      GND ─────────────────── GND

RS-485 布线注意：

总线两端各加 120 ohm 终端电阻

最多 32 个节点（标准驱动器）

用菊花链拓扑，不要星形

4.6 从站模式

Darra PLC 也可以作为 Modbus 从站，让上位机来读写：

var server = new ModbusTcpServer();
server.Start(port: 502);
server.RegisterHoldingRegisters(startAddress: 0, count: 1000);
// 外部客户端读 40001~41000 时，自动从 PLC 的 MW0~MW999 返回

PLC 不用写代码，外部客户端即可通过 Modbus 访问变量。

4.7 字节序问题

Modbus 默认大端序（Big-Endian）。32 位浮点数（REAL）跨 2 个寄存器，字节排列有 4 种：

模式	说明	厂商
ABCD	大端序（默认）	大多数厂商
CDAB	字交换	Schneider 等
BADC	字节交换	极少
DCBA	小端序	Intel 本机

如果读回来的数值是预期的 100 倍或 0.01 倍，八成是字节序不对。

4.8 示例：读取变频器数据

场景：读取三菱变频器的当前频率（寄存器 40100，单位 0.01Hz）

VAR
    MB : ModbusTCP_Client;
    RawData : WORD;
    FrequencyHz : REAL;
END_VAR

// 读 40100（实际地址 99）
MB.ReadHoldingRegisters(
    StartAddr := 99,
    Quantity := 1,
    Data := RawData
);

// 换算：原始值 5000 = 50.00 Hz
FrequencyHz := WORD_TO_REAL(RawData) / 100.0;

设定目标频率（50Hz = 5000）：

MB.WriteSingleRegister(
    Address := 9,       // 40010 的目标频率地址
    Value := 5000       // 50.00 Hz
);

4.9 排错

症状	原因	处理
连接超时	IP 错 / 端口 502 被拦	`telnet 192.168.1.100 502` 测试
CRC 校验错	串口参数不匹配	核对波特率、校验位
异常码 02	寄存器地址越界	确认从站支持的地址范围
异常码 03	数据值不合法	检查写入值格式
数值是 100 倍	字节序不对	试 CDAB 模式
偶发 0x06 Busy	从站处理慢	降低轮询频率
RS-485 串扰	终端电阻缺失	两端加 120 ohm

5. OPC UA

5.1 OPC UA 协议概述

OPC UA（Unified Architecture）是工业 4.0 的"普通话"——标准化的数据访问接口。

核心概念：

概念	说明	类比
地址空间	所有数据的树形结构	像文件系统
节点	地址空间里的每个"东西"	像文件/文件夹
变量节点	存放具体数值	像文件内容
方法节点	可调用的功能	像可执行程序
订阅	数据变化时自动推送	像文件监听

5.2 地址空间

PLC 数据自动映射为 OPC UA 节点：

Objects/
├── Server/                      服务器诊断
├── Darra/
│   ├── PLC/
│   │   ├── Variables/           PLC 变量
│   │   │   ├── MW0              ns=2;s=MW0
│   │   │   ├── MD100            ns=2;s=MD100
│   │   │   └── ...
│   │   ├── IO/                  IO 点位
│   │   ├── Programs/            PLC 程序状态
│   │   └── Alarms/              报警事件源
│   └── Robot/
│       ├── Joint[0..5]/         关节状态
│       └── TCP/                 工具中心点

5.3 变量读/写/订阅

读取变量

var client = OpcUaClientFactory.Create("opc.tcp://192.168.1.100:4840");
await client.ConnectAsync();

// 读取单个变量
var value = await client.ReadAsync("ns=2;s=MD100");

// 批量读取
var batchResult = await client.ReadBatchAsync(
    new[] { "ns=2;s=MD100", "ns=2;s=MD104", "ns=2;s=MX0.0" }
);

写入变量

await client.WriteAsync("ns=2;s=MW500", 1500);

订阅变化

await client.SubscribeAsync(
    nodeId: "ns=2;s=MD100",
    samplingInterval: TimeSpan.FromMilliseconds(250),
    callback: (id, val) => {
        Console.WriteLine($"{id} = {val}");
    }
);

5.4 服务器配置

{
  "opcua": {
    "enabled": true,
    "port": 4840,
    "serverName": "Darra PLC OPC UA Server",
    "securityPolicy": "Basic256Sha256",
    "maxSessions": 50,
    "maxSubscriptions": 200,
    "publishInterval": 1000,
    "historyEnabled": true,
    "historyMaxDays": 30
  }
}

5.5 安全模式

安全策略	加密	签名	推荐度
None	无	无	❌ 仅调试
Basic256Sha256	AES-256	SHA-256	✅ 推荐
Aes128_Sha256_RsaOaep	AES-128	SHA-256	✅ 兼容性好
Aes256_Sha256_RsaPss	AES-256	SHA-256+PSS	🔒 最高安全

5.6 用户认证

身份类型	实现	适用场景
匿名	无	仅内网调试
用户名/密码	明文或加密	中等安全
X.509 证书	证书+私钥	企业级

5.7 高可用（Part 4 HA）

OPC UA 支持 6 种冗余模式，实现服务器主备切换：

冗余模式	说明	切换时间
冷备	备机不运行，手动切换	分钟级
温备	备机运行但不提供服务	秒级
热备	备机同步数据，自动切换	< 1s
透明	多服务器负载均衡	零中断
镜像	完全同步，任意切换	零中断
混合	以上组合	按需

配置示例：

{
  "opcua": {
    "ha": {
      "enabled": true,
      "mode": "HotStandby",
      "peerServers": [
        "opc.tcp://192.168.1.100:4840",
        "opc.tcp://192.168.1.101:4840"
      ],
      "heartbeatInterval": 1000,
      "failoverDelay": 5000
    }
  }
}

5.8 示例：连接 SCADA 系统

场景：SCADA 系统通过 OPC UA 读取 Darra PLC 的变量

SCADA 侧配置：

端点：opc.tcp://192.168.1.100:4840
安全策略：Basic256Sha256
认证：用户名/密码（operator / ****）

Darra PLC 侧准备：

确认 OPC UA 服务已启用（端口 4840）
配置用户账号（IDE → 通讯 → OPC UA → 用户管理）
导入 SCADA 的客户端证书（首次连接时）

测试工具：

UaExpert（Unified Automation，免费）
Prosys OPC UA Browser（免费）

5.9 排错

症状	原因	处理
连不上	端口 4840 被拦	防火墙放行
0x80440000 BadIdentityTokenInvalid	账号密码错	重新输入
订阅不推送	KeepAlive 太小	增加 KeepAlive 间隔
大量变量 CPU 高	Sampling 太密	增大采样间隔
历史数据为空	未启用或超保留期	检查 historyEnabled
证书错误	未信任客户端证书	手工信任

6. MQTT

6.1 MQTT 协议原理

MQTT 是发布/订阅模式的物联网协议，适合 PLC 上云场景。

                         ┌──────────┐
PLC 发布数据 ───────────>│  MQTT    │<── SCADA 订阅
                         │  Broker  │<── 云平台订阅
手机 APP 订阅 <──────────│(EMQX等)  │─── 时序数据库订阅
                         └──────────┘

核心概念：

Topic（主题）：数据的"标签"，如 darra/plc/001/temperature
Publish（发布）：发送数据到某个 Topic
Subscribe（订阅）：接收某个 Topic 的数据
QoS（服务质量）：0=最多一次，1=至少一次，2=恰好一次

6.2 客户端配置

{
  "protocol": "MQTT",
  "broker": "tcp://192.168.1.200:1883",
  "clientId": "DarraPLC_001",
  "username": "plc_user",
  "password": "********",
  "keepAlive": 60,
  "cleanSession": false,
  "tls": {
    "enabled": false
  },
  "lastWill": {
    "topic": "darra/plc/001/status",
    "payload": "{\"online\": false}",
    "qos": 1,
    "retain": true
  }
}

6.3 发布 PLC 变量

SCL 中发布数据到云端：

VAR
    MqttClient : MQTT_Client;
    Payload : STRING(256);
END_VAR

// 构建 JSON 数据
Payload := '{"temperature":' + REAL_TO_STRING(MD100) +
           ',"pressure":' + REAL_TO_STRING(MD104) +
           ',"running":' + BOOL_TO_STRING(MX0.0) + '}';

// 发布到 Topic
MqttClient.Publish(
    Topic := 'darra/plc/001/telemetry',
    Payload := Payload,
    QoS := MQTT_QOS_0,
    Retain := FALSE
);

6.4 订阅外部数据

VAR
    MqttClient : MQTT_Client;
    ReceivedTopic : STRING(128);
    ReceivedPayload : STRING(256);
END_VAR

// 订阅云端指令
MqttClient.Subscribe(
    Topic := 'darra/plc/001/cmd/#',
    QoS := MQTT_QOS_1
);

// 处理收到的消息
IF MqttClient.MessageReceived THEN
    ReceivedTopic := MqttClient.Topic;
    ReceivedPayload := MqttClient.Payload;
    
    // 解析指令
    IF ReceivedTopic = 'darra/plc/001/cmd/start' THEN
        StartProduction();
    ELSIF ReceivedTopic = 'darra/plc/001/cmd/stop' THEN
        StopProduction();
    END_IF
END_IF

6.5 遗嘱消息（Last Will）

遗嘱消息是 PLC 异常断线时，Broker 代发的"死亡通知"：

{
  "lastWill": {
    "topic": "darra/plc/001/status",
    "payload": "{\"online\":false,\"device\":\"DarraPLC_001\"}",
    "qos": 1,
    "retain": true
  }
}

同时，PLC 正常运行时定期发送"在线"消息：

// 每 10 秒发一次在线心跳
IF Every10Seconds THEN
    MqttClient.Publish(
        Topic := 'darra/plc/001/status',
        Payload := '{"online":true,"device":"DarraPLC_001"}',
        QoS := MQTT_QOS_1,
        Retain := TRUE
    );
END_IF

上位系统通过订阅 darra/plc/001/status 就知道 PLC 是否在线。

6.6 TLS 加密

{
  "broker": "ssl://mqtt.example.com:8883",
  "tls": {
    "enabled": true,
    "caFile": "certs/ca.crt",
    "certFile": "certs/client.crt",
    "keyFile": "certs/client.key",
    "minVersion": "TLS1.2"
  }
}

6.7 示例：PLC 数据上云

场景：PLC 每 5 秒发温度 + 压力数据到云平台 EMQX Broker

Darra PLC 侧：

PROGRAM MQTT_Upload
VAR
    MQTT : MQTT_Client;
    Telemetry : STRING(512);
    LastSend : TIME;
END_VAR

// 每 5 秒发一次
IF T_PLC_ELAPSED - LastSend >= T#5s THEN
    LastSend := T_PLC_ELAPSED;
    
    // 组装 JSON
    Telemetry := '{' +
        '"ts":"' + FORMAT_DATE(NOW(), 'YYYY-MM-DDTHH:MM:SS') + '",' +
        '"temp":' + REAL_TO_STRING(MD100) + ',' +
        '"pressure":' + REAL_TO_STRING(MD104) + ',' +
        '"flow":' + REAL_TO_STRING(MD108) +
    '}';
    
    MQTT.Publish(
        Topic := 'factory/line01/plc01/data',
        Payload := Telemetry,
        QoS := MQTT_QOS_0
    );
END_IF

云平台侧（EMQX 规则引擎）：

SQL: SELECT * FROM "factory/+/+/data"
动作：写入 InfluxDB（时序数据库）

6.8 排错

症状	原因	处理
连接被拒绝 Code=5	用户名密码错	检查 Broker 侧账号
连接正常但无消息	Topic 拼写错（区分大小写）	核对 Topic
消息重复	QoS 1 重试导致	客户端幂等处理
TLS 握手失败	CA 证书不匹配	检查证书链
断线后恢复慢	CleanSession=false 时恢复订阅	等待重连完成

7. Siemens S7 协议

7.1 S7 协议概述

S7 是西门子 PLC 的通讯协议，跑在 TCP 102 端口上。

应用层:    S7 PDU
会话层:    COTP (ISO 8073)
传输层:    TPKT (RFC 1006)
网络层:    TCP (Port 102)

7.2 支持型号

系列	机架/槽号	注意事项
S7-200 Smart	Rack=0, Slot=0	直连
S7-300	Rack=0, Slot=2	MPI/PROFINET
S7-400	Rack=0, Slot=3	机架号+槽号
S7-1200	Rack=0, Slot=0/1	需关优化块访问
S7-1500	Rack=0, Slot=0/1	需关优化块访问 + 开 PUT/GET

7.3 连接配置

{
  "protocol": "S7",
  "host": "192.168.1.10",
  "port": 102,
  "rack": 0,
  "slot": 1,
  "plcType": "S7-1500",
  "timeout": 3000
}

7.4 读取 DB 块

var adapter = PLCDriverFactory.Create(ProtocolId.SiemensS7);
await adapter.ConnectAsync(new ConnectionConfig
{
    Host = "192.168.1.10",
    Port = 102,
    Rack = 0,
    Slot = 1
});

// 读 DB1.DBW0（INT16）
var data = await adapter.ReadAsync("DB1.DBW0", 2);
short value = BitConverter.ToInt16(data.Reverse().ToArray(), 0);

// 读 DB1.DBD4（REAL）
var realData = await adapter.ReadAsync("DB1.DBD4", 4);
float realValue = BitConverter.ToSingle(realData.Reverse().ToArray(), 0);

7.5 写入 DB 块

// 写 DB1.DBW10 = 1500
await adapter.WriteAsync("DB1.DBW10", 
    BitConverter.GetBytes((short)1500).Reverse().ToArray());

// 写 DB1.DBD4 = 3.14
await adapter.WriteAsync("DB1.DBD4",
    BitConverter.GetBytes(3.14f).Reverse().ToArray());

注意：S7 是大端序，Reverse() 是必须的。

7.6 批量读写优化

var batch = adapter.CreateBatch();
batch.Add("DB1.DBW0", 2);   // INT
batch.Add("DB1.DBD4", 4);   // REAL
batch.Add("M10.0", 1);       // BOOL
var results = await batch.ReadAsync();
// 一次往返搞定，比三次单独请求快 3 倍

7.7 示例：与 S7-1200 交换数据

S7-1200 侧准备（TIA Portal）

DB 块属性 → 取消勾选"优化的块访问"
CPU 属性 → 防护与安全 → 允许 PUT/GET 通讯
下载配置到 CPU

Darra PLC 侧

VAR
    S7 : S7_Client;
    RecipeData : ARRAY[0..9] OF INT;
    i : INT;
END_VAR

// 连接 S7-1200
S7.Connect(
    Host := '192.168.1.10',
    Rack := 0,
    Slot := 0
);

// 批量读取 DB1.DBW0~DBW18（10 个 INT）
FOR i := 0 TO 9 DO
    S7.ReadWord(
        DB := 1,
        Offset := i * 2,
        Value := RecipeData[i]
    );
END_FOR

// 把读到的配方数据写到本地变量
MW1000 := RecipeData[0];  // 速度
MW1002 := RecipeData[1];  // 加速度
MW1004 := RecipeData[2];  // 位置

7.8 排错

症状	原因	处理
连接超时	IP/Rack/Slot 错	核对配置
错误 0x81	PUT/GET 未开启	TIA 里开启
读回 0	DB 被"优化块访问"保护	取消优化
错误 0x0A	DB 未下载到 CPU	下载 DB
低速 100ms+	PDU 小	启用批量读

8. Mitsubishi MC 协议

8.1 MC 协议概述

MC（MELSEC Communication）是三菱 PLC 的通讯协议，支持 3E/4E 帧格式。

模式	特点	推荐
3E 帧	单次请求	简单场景
4E 帧	带序列号，支持多连接并发	✅ 推荐生产用

8.2 连接配置

{
  "protocol": "MitsubishiMC",
  "host": "192.168.1.20",
  "port": 5000,
  "frameType": "4E",
  "dataFormat": "Binary",
  "networkNumber": 0,
  "stationNumber": 0,
  "timeout": 3000
}

8.3 软元件访问

软元件	标识	地址范围	数据类型
D 数据寄存器	D	D0~D65535	WORD
M 内部继电器	M	M0~M65535	BIT
X 输入	X	X0~X1FFF	BIT（八进制）
Y 输出	Y	Y0~Y1FFF	BIT（八进制）
R 文件寄存器	R	R0~R65535	WORD
ZR 扩展文件寄存器	ZR	ZR0~ZR65535	WORD

X/Y 是八进制地址，X10 实际是第 8 个输入（八进制 10 = 十进制 8）。

8.4 批量读取/写入

var adapter = PLCDriverFactory.Create(ProtocolId.MitsubishiMC);
await adapter.ConnectAsync(new ConnectionConfig
{
    Host = "192.168.1.20",
    Port = 5000,
    FrameType = MCFrameType.Frame4E
});

// 读 D0~D9（10 个 WORD）
var data = await adapter.ReadAsync("D0", 10);

// 写 M100 置位
await adapter.WriteAsync("M100", new byte[] { 0x01 });

// 批量写 D100~D104
short[] values = { 100, 200, 300, 400, 500 };
await adapter.WriteAsync("D100", 
    values.SelectMany(BitConverter.GetBytes).ToArray());

8.5 示例：与 FX5U 通讯

VAR
    MC : MC_Client;
    DataBuffer : ARRAY[0..49] OF INT;
    i : INT;
END_VAR

// 连接 FX5U
MC.Connect(
    Host := '192.168.1.20',
    Port := 5000,
    FrameType := MC_4E_FRAME
);

// 读取 D100~D149（50 个数据寄存器）
MC.ReadWords(
    Device := 'D',
    StartAddr := 100,
    Count := 50,
    Data := DataBuffer
);

// 处理数据
FOR i := 0 TO 49 DO
    MW2000[i] := DataBuffer[i];
END_FOR

8.6 排错

症状	原因	处理
连接被拒	GX Works 里 MC 协议未开	检查 PLC 侧设置
0x4021	软元件名错或型号选错	核对 plcType
0x4050	请求数据量超上限	分多次读
ASCII/Binary 不匹配	PLC 侧通讯数据代码设置	两侧一致

9. HTTP API

9.1 REST API 端点

Darra PLC 内置 HTTP REST API 服务（默认端口 8080），提供 17 个端点：

方法	端点	说明
GET	`/api/system/info`	系统信息
GET	`/api/system/status`	运行状态
GET	`/api/plc/status`	PLC 状态
POST	`/api/plc/start`	启动 PLC
POST	`/api/plc/stop`	停止 PLC
GET	`/api/variables`	变量列表
GET	`/api/variables/{name}`	读单个变量
PUT	`/api/variables/{name}`	写单个变量
POST	`/api/variables/batch`	批量读写
GET	`/api/io/state`	IO 状态
GET	`/api/alarms`	报警列表
POST	`/api/alarms/acknowledge`	确认报警
GET	`/api/trend/{variable}`	趋势数据

9.2 认证方式

方式	Header	说明
无	—	仅调试
Basic	`Authorization: Basic base64(user:pass)`	需 HTTPS
Bearer	`Authorization: Bearer <token>`	推荐
API Key	`X-Api-Key: <key>`	固定密钥

9.3 读取变量

# 读取 MD100
curl -H "Authorization: Bearer eyJhbGciOi..." \
     http://192.168.1.100:8080/api/variables/MD100

{
  "success": true,
  "data": {
    "name": "MD100",
    "value": 85.3,
    "type": "REAL",
    "quality": "Good",
    "timestamp": "2026-04-07T10:30:00.000Z"
  }
}

9.4 写入变量

# 写入 MW500 = 1500
curl -X PUT \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -H "Authorization: Bearer eyJhbGciOi..." \
     -d '{"value": 1500}' \
     http://192.168.1.100:8080/api/variables/MW500

9.5 示例：从 Web 应用控制 PLC

场景：Web 页面点击"启动"按钮，PLC 开始生产

前端代码（JavaScript）：

async function startProduction() {
    const response = await fetch('http://192.168.1.100:8080/api/plc/start', {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Authorization': 'Bearer ' + token,
            'Content-Type': 'application/json'
        }
    });
    
    const result = await response.json();
    if (result.success) {
        updateStatus('PLC 已启动');
    } else {
        updateStatus('启动失败: ' + result.error.message);
    }
}

async function readTemperature() {
    const response = await fetch(
        'http://192.168.1.100:8080/api/variables/MD100',
        { headers: { 'Authorization': 'Bearer ' + token } }
    );
    
    const data = await response.json();
    document.getElementById('temp-display').innerText = 
        data.data.value.toFixed(1) + ' °C';
}

// 每 2 秒刷新温度显示
setInterval(readTemperature, 2000);

9.6 排错

症状	原因	处理
404	路径拼写错	核对端点路径
401	Token 过期	刷新 Token
403	权限不足	检查用户角色
429	调太频繁了	降低调用频率
CORS 错	跨域未配置	加 CORS 头

10. 数据库通讯

10.1 核心定位

PLC 不是数据库。数据库的典型用法是 从数据库读数据进 PLC（如配方、工单）， 不是把 PLC 当数据库写频道。高频写会拖慢 PLC 扫描周期。

支持数据库：

SQLite（默认，本地）
SQL Server
MySQL / MariaDB
PostgreSQL / TimescaleDB

10.2 数据库映射配置

项目树 → 通讯 → 右键 → 添加 → 数据库连接

{
  "protocol": "SQLite",
  "databasePath": "C:\\Darra\\Data\\plc_data.db",
  "walMode": true,
  "pollIntervalMs": 1000
}

10.3 写入数据（历史归档）

使用 DB_INSERT FB，仅限低频场景（班次结束、故障归档）：

VAR
    Insert : DB_INSERT;
END_VAR

// 班次结束时写一次（不是每周期！）
IF ShiftEnd THEN
    Insert(
        ConnectionName := 'db_recipe',
        SQL := 'INSERT INTO shift_summary(ts, station, qty, ok) ' +
               'VALUES(:ts, :st, :q, :ok)',
        Execute := TRUE
    );
    
    Insert.BindDateTime('ts', NOW());
    Insert.BindString('st', 'Station01');
    Insert.BindInt('q', ShiftTotalQty);
    Insert.BindBool('ok', ShiftResult);
END_IF

10.4 读取数据（配方加载）

VAR
    Select : DB_SELECT;
    Rows : ARRAY[0..99] OF DB_ROW;
    Count : INT;
    i : INT;
END_VAR

// 读取当前活动配方
Select(
    ConnectionName := 'db_recipe',
    SQL := 'SELECT speed, accel, pos FROM recipes WHERE active = 1',
    Execute := TRUE,
    ResultArray := Rows,
    MaxRows := 100
);

IF Select.Done THEN
    Count := Select.RowCount;
    // 把配方参数写入 PLC 变量
    FOR i := 0 TO Count - 1 DO
        MW1000[i] := Rows[i].Cell[0].AsInt;  // speed
        MW1002[i] := Rows[i].Cell[1].AsInt;  // accel
        MW1004[i] := Rows[i].Cell[2].AsInt;  // pos
    END_FOR
END_IF

10.5 异步数据管道（高频归档）

高频变量归档走异步管道，不阻塞 PLC 扫描：

PLC 变量 → RingBuffer（内存） → 异步 Writer 线程 → 数据库

配置方式：

项目树 → 数据服务 → Historian → 新建采集任务

{
  "historian": {
    "enabled": true,
    "storageType": "TimescaleDB",
    "connectionString": "Host=192.168.1.50;Database=historian;...",
    "bufferSize": 10000,
    "flushIntervalMs": 1000,
    "variables": [
      { "name": "MD100", "interval": 100 },
      { "name": "MD104", "interval": 100 },
      { "name": "MX0.0", "interval": 500, "onChange": true }
    ]
  }
}

10.6 示例：生产数据存储到数据库

场景：每班结束时，把产量数据写入 SQL Server

PROGRAM ShiftSummary
VAR
    InsertShift : DB_INSERT;
    ShiftEnd : BOOL;
    ShiftTotalQty : INT;
    ShiftOkQty : INT;
    ShiftNgQty : INT;
END_VAR

// 班次结束触发（由 HMI 或定时器触发）
IF ShiftEnd THEN
    InsertShift(
        ConnectionName := 'db_production',
        SQL := 'INSERT INTO dbo.shift_report(shift_date, line_no, ' +
               'total_qty, ok_qty, ng_qty, create_time) ' +
               'VALUES(:dt, :line, :total, :ok, :ng, GETDATE())',
        Execute := TRUE
    );
    
    InsertShift.BindDate('dt', TODAY());
    InsertShift.BindInt('line', 1);
    InsertShift.BindInt('total', ShiftTotalQty);
    InsertShift.BindInt('ok', ShiftOkQty);
    InsertShift.BindInt('ng', ShiftNgQty);
    
    IF InsertShift.Done THEN
        // 写入成功，清零班次计数
        ShiftTotalQty := 0;
        ShiftOkQty := 0;
        ShiftNgQty := 0;
    ELSE
        // 写入失败，记录错误
        Alarm_DBWriteFailed := TRUE;
    END_IF
END_IF

10.7 排错

症状	原因	处理
连接超时	防火墙 / 路由不通	`telnet` 测试端口
认证失败	密码过期	数据库侧确认
插入失败"数值超范围"	类型不匹配	检查列类型
唯一约束冲突	主键重复	改用 UPSERT
查询慢	无索引	加索引
时区错	服务器/PLC 时区不同	统一 UTC 存储

11. 串口通讯

11.1 串口配置

{
  "protocol": "SerialPort",
  "portName": "COM3",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 8,
  "parity": "None",
  "stopBits": 1,
  "handshake": "None",
  "readTimeout": 1000,
  "writeTimeout": 1000,
  "encoding": "ASCII"
}

常用波特率：2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200

11.2 ASCII 协议

适合简单文本协议的设备（如称重仪表）：

{
  "framing": {
    "type": "StartStop",
    "start": [0x02],
    "end": [0x0D]
  },
  "parser": [
    { "name": "weight", "offset": 0, "length": 6, "type": "ASCII" },
    { "name": "unit", "offset": 6, "length": 2, "type": "ASCII" }
  ]
}

帧示例：

02 30 30 31 32 35 30 4B 47 0D  →  "001250KG"

11.3 Modbus RTU（串口）

详见第 4 章 Modbus RTU 部分。串口参数：

{
  "protocol": "ModbusRTU",
  "serialPort": "COM3",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 8,
  "parity": "Even",
  "stopBits": 1,
  "slaveId": 1
}

11.4 自定义协议

对于非标设备，使用自定义协议解析器：

{
  "framing": {
    "type": "LengthPrefixed",
    "header": [0xAA, 0x55],
    "lengthOffset": 2,
    "lengthSize": 1
  },
  "parser": [
    { "name": "cmd", "offset": 3, "length": 1, "type": "UInt8" },
    { "name": "value", "offset": 4, "length": 4, "type": "Int32BE" }
  ],
  "validator": {
    "type": "CRC16",
    "offset": 8,
    "polynomial": "Modbus"
  }
}

11.5 示例：读取称重仪表数据

场景：串口连接称重仪表，每 500ms 读取当前重量

硬件连接：

Darra PLC（COM3 RS-232）── DB9 串口线 ── 称重仪表

配置：

{
  "protocol": "SerialPort",
  "portName": "COM3",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 7,
  "parity": "Even",
  "stopBits": 1
}

SCL 代码：

VAR
    Serial : SerialPort_Client;
    Request : ARRAY[0..7] OF BYTE;   // 读取命令
    Response : ARRAY[0..31] OF BYTE;
    WeightValue : REAL;
    i : INT;
END_VAR

// 构建读取命令
Request[0] := 16#01;  // 设备地址
Request[1] := 16#03;  // 功能码（读寄存器）
Request[2] := 16#00;  // 起始地址高
Request[3] := 16#00;  // 起始地址低
Request[4] := 16#00;  // 寄存器数高
Request[5] := 16#02;  // 寄存器数低（读 2 个 = 32 bit）
// CRC16 自动计算

// 每 500ms 发送请求
IF T_PLC_ELAPSED - LastRead >= T#500ms THEN
    LastRead := T_PLC_ELAPSED;
    
    Serial.Send(Request);
    Serial.Receive(Response, Timeout := T#500ms);
    
    // 解析重量值（4 字节 IEEE 754 浮点）
    WeightValue := BYTE_TO_REAL(Response[3..6]);
    
    // 存入 PLC 变量
    MD1000 := WeightValue;
END_IF

11.6 排错

症状	原因	处理
打不开串口	COM 号被占	设备管理器检查
收到乱码	波特率/校验位不匹配	核对串口参数
偶发丢字节	波特率太高	降波特率
RS-485 回显	发送时采到自己信号	靠时序忽略
USB 串口断开后 COM 号变	USB 枚举顺序变化	设固定 COM 号

12. 故障排除（通用）

12.1 连接失败排查清单

按顺序检查，不要跳步：

#	检查项	工具/命令
1	物理层：网线插好？Link 灯亮？	目视
2	IP 可达：能 ping 通吗？	`ping 192.168.1.100`
3	端口开放：端口通吗？	`Test-NetConnection -Port 502`
4	协议层：抓包看看	Wireshark
5	应用层：用调试工具测试	Modbus Poll / UaExpert
6	日志层：看 Service 日志	`logs/service_*.log`

12.2 通讯超时处理

通用策略：指数退避重试

首次失败 → 等 1s 重试
再次失败 → 等 2s 重试
再次失败 → 等 4s 重试
再次失败 → 等 8s 重试
...（最大 60s，不再增加）
成功 → 重置为 1s

SCL 实现：

VAR
    RetryDelay : TIME := T#1s;
    MaxDelay : TIME := T#60s;
    RetryCount : INT := 0;
END_VAR

IF NOT Connection.Connected AND RetryTimer.Q THEN
    RetryCount := RetryCount + 1;
    Connection.Reconnect();
    
    // 指数退避
    RetryDelay := RetryDelay * 2;
    IF RetryDelay > MaxDelay THEN
        RetryDelay := MaxDelay;
    END_IF
    
    // 连续 10 次失败报警
    IF RetryCount >= 10 THEN
        Alarm_CommFault := TRUE;
    END_IF
ELSE
    // 连接成功，重置
    RetryCount := 0;
    RetryDelay := T#1s;
    Alarm_CommFault := FALSE;
END_IF

12.3 数据错位诊断

症状：读回来的数值看起来不对

可能原因：

字节序（最常见）：大端/小端不匹配
数据类型：INT 当 REAL 读，或反过来
地址偏移：Modbus 从 0 开始 vs 从 1 开始
缩放因子：原始值 5000 代表 50.00
位掩码：多个信号挤在一个寄存器里

排查方法：

// 把原始字节打出来看看
var raw = await adapter.ReadAsync("40001", 4);
Console.WriteLine(BitConverter.ToString(raw));
// 输出: 42-47-0A-3D
// 如果是 REAL 32，这值 ≈ 49.82
// 如果是 DINT，这值 = 1112341565

12.4 网络工具速查

工具	用途	示例
ping	测试 IP 可达	`ping 192.168.1.100`
telnet	测试端口开放	`telnet 192.168.1.100 502`
Test-NetConnection	PowerShell 端口测试	`Test-NetConnection -Port 502`
netstat	查看本机端口占用	`netstat -an
Wireshark	抓包分析协议帧	过滤 `tcp.port == 502`
tcpdump	Linux 抓包	`tcpdump -i eth0 port 502`

快速诊断三步走：

# 1. 通不通？
ping 192.168.1.100

# 2. 端口开没开？
telnet 192.168.1.100 502

# 3. 服务在不在？
curl -k https://127.0.0.1:18443/api/status

12.5 日志分析

日志位置：%AppData%/DarraPLC/logs/

日志文件	内容	适用场景
`ide_*.log`	IDE 操作日志	编译、下载、配置问题
`service_*.log`	Service 运行日志	通讯、运行时问题
`debug_info.txt`	EtherCAT 调试日志	总线问题
`DbgView`	内核驱动日志	驱动问题

常用 grep 命令：

# 查看最新错误
grep -i "error\|fail\|timeout" service_2026*.log

# 查看通讯连接/断线记录
grep -i "connect\|disconnect\|reconnect" service_2026*.log

# 查看 EtherCAT 从站状态
grep -i "slave\|wkc\|op\|init" debug_info.txt

12.6 常见错误码速查

错误码	含义	常见于
Modbus 01	不支持的功能码	Modbus
Modbus 02	地址越界	Modbus
Modbus 03	数据值不合法	Modbus
Modbus 04	从站内部故障	Modbus
S7 0x81	PUT/GET 未开启	S7
S7 0x0A	DB 不存在	S7
MC 0x4021	软元件名不支持	MC
MC 0x4050	请求量超限	MC
OPC UA 0x80440000	证书不信任	OPC UA
OPC UA 0x80730000	无权限	OPC UA
EtherCAT AL 0x001B	PDO 映射错误	EtherCAT
HTTP 401	未认证	HTTP API
HTTP 429	请求过频	HTTP API

本教程覆盖了 Darra PLC 所有主流通讯协议。每个协议都遵循 原理 → 配置 → 示例 → 排错 的结构，方便快速上手。

更详细的协议文档请参考对应子页面：

通讯协议概述

EtherCAT

Modbus

OPC UA

MQTT

S7 协议

三菱 MC

HTTP API

数据库

串口通讯

CC-Link IE Field Basic

EtherNet/IP

1. 通讯概述​

1.1 Darra 通讯架构长什么样？​

1.2 固定端口一览（不许改）​

1.3 通讯方式：请求-响应 vs 订阅-推送​

1.4 通讯安全​

2. DarraLink 协议​

2.1 概述​

2.2 连接建立​

2.3 变量读写示例​

2.4 订阅推送​

2.5 错误处理与重连​

2.6 排错​

3. EtherCAT 主站​

3.1 EtherCAT 协议原理​

3.2 主站配置​

第一步：网卡绑定​

第二步：ESI 文件加载​

第三步：PDO 映射​

3.3 从站状态机​

3.4 分布式时钟（DC）​

3.5 CoE 邮箱通讯（SDO 读写）​

3.6 过程数据（PDO 映射）​

3.7 从站诊断​

3.8 热插拔与冗余​

3.9 配置示例：松下 MINAS A6B 伺服​

硬件连接​

步骤 1：导入 ESI 文件​

步骤 2：配置 PDO​

步骤 3：配置 DC 时钟​

步骤 4：SCL 控制代码​

3.10 排错​

4. Modbus TCP/RTU​

4.1 Modbus 协议原理​

4.2 功能码​

4.3 地址映射​

4.4 Modbus TCP 客户端​

配置​

代码示例​

SCL 中调用​

4.5 Modbus RTU 串口通信​

配置​

硬件连接​

4.6 从站模式​

4.7 字节序问题​

4.8 示例：读取变频器数据​

4.9 排错​

5. OPC UA​

5.1 OPC UA 协议概述​

5.2 地址空间​

5.3 变量读/写/订阅​

读取变量​

写入变量​

订阅变化​

5.4 服务器配置​

5.5 安全模式​

5.6 用户认证​

5.7 高可用（Part 4 HA）​

5.8 示例：连接 SCADA 系统​

5.9 排错​

6. MQTT​

6.1 MQTT 协议原理​

6.2 客户端配置​

6.3 发布 PLC 变量​

6.4 订阅外部数据​

6.5 遗嘱消息（Last Will）​

6.6 TLS 加密​

6.7 示例：PLC 数据上云​

6.8 排错​

7. Siemens S7 协议​

7.1 S7 协议概述​

7.2 支持型号​

7.3 连接配置​

7.4 读取 DB 块​

7.5 写入 DB 块​

7.6 批量读写优化​

7.7 示例：与 S7-1200 交换数据​

S7-1200 侧准备（TIA Portal）​

Darra PLC 侧​

7.8 排错​

8. Mitsubishi MC 协议​

1. 通讯概述

1.1 Darra 通讯架构长什么样？

1.2 固定端口一览（不许改）

1.3 通讯方式：请求-响应 vs 订阅-推送

1.4 通讯安全

2. DarraLink 协议

2.1 概述

2.2 连接建立

2.3 变量读写示例

2.4 订阅推送

2.5 错误处理与重连

2.6 排错

3. EtherCAT 主站

3.1 EtherCAT 协议原理

3.2 主站配置

第一步：网卡绑定

第二步：ESI 文件加载

第三步：PDO 映射

3.3 从站状态机

3.4 分布式时钟（DC）

3.5 CoE 邮箱通讯（SDO 读写）

3.6 过程数据（PDO 映射）

3.7 从站诊断

3.8 热插拔与冗余

3.9 配置示例：松下 MINAS A6B 伺服

硬件连接

步骤 1：导入 ESI 文件

步骤 2：配置 PDO

步骤 3：配置 DC 时钟

步骤 4：SCL 控制代码

3.10 排错

4. Modbus TCP/RTU

4.1 Modbus 协议原理

4.2 功能码

4.3 地址映射

4.4 Modbus TCP 客户端

配置

代码示例

SCL 中调用

4.5 Modbus RTU 串口通信

配置

硬件连接

4.6 从站模式

4.7 字节序问题

4.8 示例：读取变频器数据

4.9 排错

5. OPC UA

5.1 OPC UA 协议概述

5.2 地址空间

5.3 变量读/写/订阅

读取变量

写入变量

订阅变化

5.4 服务器配置

5.5 安全模式

5.6 用户认证

5.7 高可用（Part 4 HA）

5.8 示例：连接 SCADA 系统

5.9 排错

6. MQTT

6.1 MQTT 协议原理

6.2 客户端配置

6.3 发布 PLC 变量

6.4 订阅外部数据

6.5 遗嘱消息（Last Will）

6.6 TLS 加密

6.7 示例：PLC 数据上云

6.8 排错

7. Siemens S7 协议

7.1 S7 协议概述

7.2 支持型号

7.3 连接配置

7.4 读取 DB 块

7.5 写入 DB 块

7.6 批量读写优化

7.7 示例：与 S7-1200 交换数据

S7-1200 侧准备（TIA Portal）

Darra PLC 侧

7.8 排错

8. Mitsubishi MC 协议