今回はシーメンスのPLCを使ってHTTPのGETリクエストをサーバーに送り、そして返事をもらうのプログラムを作ります。

HTTPってなに？

The Hypertext Transfer Protocol (HTTP)簡単にいうと、データ転送のプロトコルでWWW(World Wide Web)からWeb ページ。データをやり取りするためにのものです。

いまIOTはますますすすめるのでHTTP・HTTPSにもこれからFAの世界に広がると思いあmす。

以下はHTTPのGETリクエストの中身の例です。ざっくりいうと、PLCにもSocket通信で同じなデータ構造さえ送れば行けるはずです。

こちらはもう少し詳しいの中身説明です。

もし興味ある方なら、こちらのLINK更に色々な情報書いています。

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Messages

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Methods/GET

https://en.wikipedia.org/wiki/HTTP_message_body

テストサーバー

ここでDocker用のテストサーバーダウンロードできます。

https://httpbin.org/#/

もちろん、自作でもOKです。

ちなみに、今回のサーバーは自作になります。

シーメンス公式ライブラリ

一応あるみたいですが、なんだかいまいちうまく動かない場合もありますので、今回はこのライブラリから一部のCodeを使って、自分のCode更に足すのようなイメージになります。

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/879/109763879/att_987991/v2/109763879_LHTTP_DOC_V10_en.pdf

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109763879/library-for-http-communication-(lhttp)?dti=0&lc=en-WW

構成

実機がありませんので、PLCSIM Advanced 3.0を使ってS7-1500をシミュレーション行います。そしてRaspberry PI3があり、中にPythonのFlask Package使ってテストサーバーを立ち上げ、GET通信テストをやります。

TIA

まず、プログラム始まるまえに、実際やらないと行けないことを書き出します。

GETリクエストを書きます。
リクエストを送ります。
サーバーからの返事をEcodeします。

の、3つですね。

プログラム

最初はSiemensからダウンロードしたライブラリをそのまま流用したいですが、どうかちょっと問題ありまして、いつもエラーが出てきますので、ライブラリの一部を切り出し、自分なりにプログラムを改造しました。

FC_CheckCharIsNumbers

このFunctionは文字が数値がどうかをチェックします。
文字をCHAR_TO_BYTEのFunctionでByte変換し、48-57の間であれば(0-9)Trueを返し、それ以外はFalseになります。

Program

FUNCTION “FC_CheckCharIsNumbers” : Bool
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_INPUT
“char” : Char;
END_VAR

VAR_TEMP
w : Word;
ret : Word;
END_VAR

BEGIN

CASE CHAR_TO_BYTE(IN := #char) OF
48..57:
#FC_CheckCharIsNumbers := True;

ELSE
#FC_CheckCharIsNumbers := False;

END_CASE;

END_FUNCTION

FC_CheckRespCode

このFunctionはGetリクエストからきたのResponse Codeが正常かどうかを確認するFunctionです。もしResponse Codeが>=200 AND <=399ならTrueになります。

それ以外はFalseです。

Program

FUNCTION “FC_CheckRespCode” : Bool
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_IN_OUT
RcvBuffer : Array[*] of Char;
END_VAR

VAR_TEMP
tempString : String;
tempIsNumber : Bool;
tempRespCode : UInt;
END_VAR

VAR CONSTANT
cPosition : Int := 9;
cCntString : UInt := 3;
cNormal : UInt := 200;
cError : UInt := 400;
END_VAR

BEGIN

#FC_CheckRespCode := False;

IF “FC_CheckCharIsNumbers”(“char” := #RcvBuffer[#cPosition])
AND “FC_CheckCharIsNumbers”(“char” := #RcvBuffer[#cPosition + 1])
AND “FC_CheckCharIsNumbers”(“char” := #RcvBuffer[#cPosition + 2])
THEN
#tempIsNumber := True;
END_IF;

IF #tempIsNumber THEN

Chars_TO_Strg(Chars := #RcvBuffer
,pChars := #cPosition
,Cnt := #cCntString
,Strg => #tempString
);
#tempRespCode := STRING_TO_UINT(#tempString);

IF #tempRespCode >=#cNormal AND #tempRespCode <#cError THEN
#FC_CheckRespCode := True;
ELSE
#FC_CheckRespCode := False;
END_IF;
ELSE
#FC_CheckRespCode := False;
END_IF;

END_FUNCTION

FC_CheckTCON_IP_v4

このFunctionではTCPU通信用のパラメータ設定が正しいかどうかをCheckするFunctionです。もし設定がALL正しいならTrueが返しており、ほかはFalseになります。

Program

FUNCTION “FC_CheckTCON_IP_v4” : Word
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_IN_OUT
TCON_IP_v4 {InstructionName := ‘TCON_IP_v4’; LibVersion := ‘1.0’} : TCON_IP_v4;
END_VAR

VAR CONSTANT
ERROR_IP_ADDRESS_SETTING : Word := 16#8010;
ERROR_CONECTIONTYPE : Word := 16#8011;
ERROR_INTERFACE_ID : Word := 16#8012;
ERROR_ID : Word := 16#8013;
ERROR_LOCALPORT_IS_ZERO : Word := 16#8014;
ERROR_REMOTEPORT_IS_ZERO : Word := 16#8015;
CONFIGOK : Word := 16#7000;
END_VAR

BEGIN

#FC_CheckTCON_IP_v4 := 0;

IF #TCON_IP_v4.RemoteAddress.ADDR[1] = 0 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_IP_ADDRESS_SETTING;
RETURN;
END_IF;

IF #TCON_IP_v4.ConnectionType <> 11
AND #TCON_IP_v4.ConnectionType <> 17
AND #TCON_IP_v4.ConnectionType <> 19 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_CONECTIONTYPE;
RETURN;
END_IF;

IF #TCON_IP_v4.InterfaceId = 0 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_INTERFACE_ID;
RETURN;
END_IF;

IF #TCON_IP_v4.ID = 0 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_ID;
RETURN;
END_IF;

IF #TCON_IP_v4.LocalPort = 0 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_LOCALPORT_IS_ZERO;
RETURN;
END_IF;

IF #TCON_IP_v4.RemotePort = 0 THEN
#FC_CheckTCON_IP_v4 := #ERROR_REMOTEPORT_IS_ZERO;
RETURN;
END_IF;

#FC_CheckTCON_IP_v4 := #CONFIGOK;

END_FUNCTION

FC_ClearBuffer

このFunctionは受信BufferのByte配列をすべて空文字にクリアします。

Program

FUNCTION “FC_ClearBuffer” : Void
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_IN_OUT
in : Array[*] of Char;
END_VAR

VAR_TEMP
i : Int;
END_VAR

BEGIN
FOR #i:=LOWER_BOUND(ARR:=#in, DIM:=1)
TO UPPER_BOUND(ARR:=#in, DIM:=1)
DO

#in[#i]:=’ ‘;
END_FOR;

END_FUNCTION

FC_GetRequest_Createor

このFunctionはGetリクエストを作成します。

Program

FUNCTION “FC_GetRequest_Createor” : Void
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_INPUT
url : String; // URL, i.e. “http://www.siemens.com/simatic”
data : String; // Optional query parameters that are appended to URL, i.e. “lang=en&q=simatic”
END_VAR

VAR_IN_OUT
chars : Array[0..601] of Char; // GET request (max. length: url (254) + data (254) + header (94)
END_VAR

VAR_TEMP
tempUrl : String; // Copy of URL
tempHost : String; // Host part of URL
tempPath : String; // Path part of URL
tempQuery : String; // Query part of URL
tempPos : Int; // General tag for positions
tempLen : UInt; // General tag for lengths
tempRet : Word; // General tag for return values
tempRequest : Struct // GET request
chars : Array[0..601] of Char; // GET request (max. length: url (254) + data (254) + header (94)
length : UInt; // Length of GET request
END_STRUCT;
END_VAR

BEGIN
#tempPath := ‘/’;

IF #data <> ” THEN // Parameter data is in use
IF #data[1] = ‘?’ OR #data[1] = ‘&’ THEN
#tempQuery := DELETE(IN := #data, P := 1, L := 1);
ELSE
#tempQuery := #data;
END_IF;
#tempPos := FIND(IN1 := #tempPath, IN2 := ‘?’); // Check if URL already contains query parameters
IF #tempPos <> 0 THEN // URL already contains query parameters
#tempQuery := CONCAT(IN1 := ‘&’, IN2 := #tempQuery); // Append query parameters with &
ELSE // URL does not contain query parameters
#tempQuery := CONCAT(IN1 := ”, IN2 := #tempQuery); // Append query parameters with ?
END_IF;
END_IF;

Strg_TO_Chars(Strg := CONCAT(IN1 := ‘GET ‘, IN2 := #tempPath), // Path cannot be longer than 249 characters –> save to use CONCAT
pChars := 0,
Cnt => #tempLen,
Chars := #tempRequest.chars);
#tempPos := UINT_TO_INT(#tempLen);

Strg_TO_Chars(Strg := #tempQuery,
pChars := #tempPos,
Cnt => #tempLen,
Chars := #tempRequest.chars);
#tempPos += UINT_TO_INT(#tempLen);

Strg_TO_Chars(Strg := CONCAT(IN1 := ‘ HTTP/1.1$R$LHost: ‘, IN2 := #tempHost), // Host will not use all 254 characters –> save to use CONCAT
pChars := #tempPos,
Cnt => #tempLen,
Chars := #tempRequest.chars);
#tempPos += UINT_TO_INT(#tempLen);

Strg_TO_Chars(Strg := ‘$R$LUser-Agent: SIMATIC S7-1500 (LHTTP)$R$LAccept: text/html$R$LAccept-Encoding: identity$R$LAccept-Charset: utf-8$R$L$R$L’,
pChars := #tempPos,
Cnt => #tempLen,
Chars := #tempRequest.chars);
#tempRequest.length := INT_TO_UINT(#tempPos) + #tempLen;

#chars := #tempRequest.chars;

END_FUNCTION

FB_TCPIPGetRequestCreator

このFunction Blockでは、Getリクエストを作成し、TCPIPを通信しサーバーへリクエスト送ることができます。もちろん、エラー出る場合はエラーBitが返します。

urlはServerのアドレス。

dataはデータの中身です。

ResetはTCPIP通信のBlockとStepをリセットします。

Startは通信始まるの信号です。

注意するのは、TCPIPの通信設定はInstance直接に渡しますので事前に設定する必要がありますね。

Program

FUNCTION_BLOCK “FB_TCPIPGetRequestCreator”
{ S7_Optimized_Access := ‘TRUE’ }
VERSION : 0.1
VAR_INPUT
url { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : String; // URL, i.e. “http://www.siemens.com/simatic”
data { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : String; // Optional query parameters that are appended to URL, i.e. “lang=en&q=simatic”
Reset { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Bool;
Start { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Bool;
END_VAR

VAR_OUTPUT
Error { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Bool;
Status { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : UInt;
END_VAR

VAR
Step { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : UInt;
chars { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Array[0..601] of Char;
insTSEND_C {InstructionName := ‘TSEND_C’; LibVersion := ‘3.2’; ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’; S7_SetPoint := ‘False’} : TSEND_C;
insTRCV {InstructionName := ‘TRCV’; LibVersion := ‘4.0’; ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’; S7_SetPoint := ‘False’} : TRCV;
statRcvBuffer { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Array[0..1459] of Char;
insTON {InstructionName := ‘TON_TIME’; LibVersion := ‘1.0’; ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’; S7_SetPoint := ‘False’} : Array[0..2] of TON_TIME;
TCON_IP_V4_SEC {InstructionName := ‘TCON_IP_V4_SEC’; LibVersion := ‘1.0’; ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’; S7_SetPoint := ‘False’} : TCON_IP_V4_SEC;
statError { ExternalAccessible := ‘False’; ExternalVisible := ‘False’; ExternalWritable := ‘False’} : Bool;
END_VAR

VAR CONSTANT
cStepInit : UInt := 1;
cStepCONT : UInt := 5;
cStepSend : UInt := 10;
cStepClearBuffer : UInt := 15;
cStepRCV : UInt := 20;
cStepRecpCodeCheck : UInt := 25;
cStepDataProcess : UInt := 30;
cNormal : UInt := 16#7000;
cStepErrorTCONIPV4 : UInt := 8000;
cStepErrorSend : UInt := 8010;
cStepErrorRCV : UInt := 8020;
cStepErrorRespCode : UInt := 8030;
END_VAR

BEGIN

//Create Request
“FC_GetRequest_Createor”(url := #url
,data := #data
,chars := #chars
);

//Reset
IF #Reset THEN
IF #Step >= #cStepErrorTCONIPV4 THEN
#Step:=#cStepInit;
END_IF;
END_IF;

//Start
IF #Start AND NOT #Reset AND #Step=0 THEN
#Step:=#cStepInit;
END_IF;

#insTRCV(
DATA := #statRcvBuffer
);

#insTSEND_C(
CONNECT := #TCON_IP_V4_SEC.ConnPara
,LEN := 0
,DATA := #chars
);
//Step for Send and Receive Process
CASE #Step OF
//
#cStepInit:
“FC_ClearBuffer”(in := #statRcvBuffer);
#insTRCV.ADHOC := False;
#insTSEND_C.CONT:=False;
#insTSEND_C.REQ:=False;
#insTRCV.EN_R:=False;
#insTSEND_C.COM_RST := True;
#statError:=False;

IF “FC_CheckTCON_IP_v4″(#TCON_IP_V4_SEC.ConnPara) > #cNormal THEN
#Step:=#cStepErrorTCONIPV4;
END_IF;

#Step:=#cStepCONT;

#cStepCONT:
#insTSEND_C.COM_RST:=False;
#insTSEND_C.CONT:=True;
IF #insTSEND_C.STATUS=16#7004 THEN
#Step:=#cStepSend;
END_IF;

#cStepSend:
#insTSEND_C.REQ:=True;
IF #insTSEND_C.DONE THEN
#Step := #cStepClearBuffer;

END_IF;
IF #insTSEND_C.ERROR THEN
#Step:=#cStepErrorSend;
END_IF;

#cStepClearBuffer:

#insTSEND_C.REQ:=FALSE;
#Step:=#cStepRCV;
#insTRCV.EN_R := True;

#cStepRCV:

#insTRCV.ID := #TCON_IP_V4_SEC.ConnPara.ID;
IF #insTRCV.NDR OR #statRcvBuffer[0]<>’ ‘ THEN
#Step:=#cStepRecpCodeCheck;
#insTON[1].IN := False;
END_IF;

#insTON[1](
IN := TRUE
,PT := T#3s
);
IF #insTON[1].Q THEN
#Step:=#cStepErrorRCV;
#insTON[1].IN := False;
END_IF;

#cStepRecpCodeCheck:
IF “FC_CheckRespCode”(RcvBuffer:=#statRcvBuffer) THEN
#Step:=#cStepDataProcess;
ELSE
#Step:=#cStepErrorRespCode;
END_IF;

#cStepDataProcess:
#insTON[0](
IN := True
, PT := T#500ms
);
IF #insTON[0].Q THEN
#insTON[0].IN := False;
#Step := #cStepSend;
END_IF;

#cStepErrorTCONIPV4,#cStepErrorSend,#cStepErrorRCV,#cStepErrorRespCode:
#statError:=True;

END_CASE;

#Error:=#statError;
#Status:=#Step;

END_FUNCTION_BLOCK

Flask

テストサーバーはFlaskで構築します。

https://flask.palletsprojects.com/en/2.0.x/installation/

Install

$ pip install Flask

Program

from flask import Flask

app=Flask(__name__)

@app.route(‘/’)
def hello_world():
return “hello”

@app.route(‘/mydata’)
def get_data():
return “data-1-2-3-4”,200

if __name__==’__main__’:
app.run(host=’192.168.0.50′)