C# で PLCnext Control gRPC サーバーのクライアントを作成する方法

ファームウェア バージョン 2022.0 LTS では、AXC F 1152 および AXC F 2152 デバイスに gRPC サーバーが導入されています。この gRPC サーバーは、クライアント アプリケーションが PLCnext Control デバイス上の RSC サービスにアクセスする方法を提供します。クライアント アプリケーションは次のとおりです。

• gRPC をサポートする任意の言語で記述
• どこでも実行 - ローカルの PLCnext Control デバイス、またはリモート マシン*。
• OCI コンテナでホストされます。

(* リモートアクセスはファームウェアバージョン 2022.3 から利用可能になります)

PLCnext Control デバイスの gRPC サーバーに関する一般情報は、PLCnext Info Center で入手できます。

この記事では、C# で単純な gRPC クライアント アプリケーションを作成し、PLCnext Control デバイスで実行する方法について説明します。

前提条件

以下の手順では以下を使用します:

• ファームウェア バージョン 2022.0.3 LTS 以降を実行する AXC F 2152。
• PLCnext Engineer バージョン 2022.0.1 LTS 以降
• Visual Studio 2019 (任意のエディション)
• この Makers ブログの投稿で紹介されている概念:C# で簡単な PLCnext コンソール アプリケーションを作成する方法
• PLCnext/gRPC Github リポジトリの protobuf ディレクトリにある、gRPC サーバーの protobuf 定義ファイル。
• デバイス ステータス RSC サービス。
• データ アクセス RSC サービス。

手順

1. Web ベースの管理ページを使用して、GRPC LOCAL SERVER という名前のサービスが有効になっていることを確認します。

2. ターゲット デバイス用の新しい PLCnext Engineer プロジェクトを作成します。このプロジェクトには以下が必要です:

• INT 型の AI1 という OUT ポート変数を持つプログラム
• MainInstance1 というプログラムのインスタンス

3. PLCnext Engineer プロジェクトをターゲット デバイスに送信します。

4. Visual Studio で、以前の Makers ブログ投稿で説明されている手順のステップ 1 ～ 3 に従って、空の C# コンソール アプリケーションを作成します。

5. [プロジェクト] => [プロパティ] ウィンドウで、プロジェクトのターゲット フレームワークを「.NET 5.0」に設定します。

6. ソリューション エクスプローラーでソリューションを右クリックし、[ソリューションの NuGet パッケージの管理] を選択して、次の NuGet パッケージをインストールします。

• Grpc.Tools
• Grpc.Net.Client
• Google.Protobuf

7. protobuf 定義ファイルを含む protobuf フォルダーをプロジェクトのソース フォルダーにコピーします。 Protobuf は、gRPC サービスを記述するために使用されるインターフェイス定義言語 (IDL) です。

8. プロジェクト構成ファイルで、プロジェクトで使用されるサービスの .proto ファイルへの参照を追加します。プロジェクト構成の ItemGroup セクションは次のようになります:

9. プロジェクトの .cs ファイルの内容を次のコードに置き換えます (名前空間名を変更する必要がある場合があります)。

using System;
using System.Net;
using System.Net.Http;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
using Grpc.Net.Client;
using Arp.Device.Interface.Services.Grpc;
using Arp.Plc.Gds.Services.Grpc;

namespace ConsoleApp1
{
	class Program
	{
		static void Main()
		{
			// The code to connect to a Unix Domain Socket is from:
			// https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/grpc/interprocess?view=aspnetcore-6.0

			var udsEndPoint = new UnixDomainSocketEndPoint("/run/plcnext/grpc.sock");
			var connectionFactory = new UnixDomainSocketConnectionFactory(udsEndPoint);
			var socketsHttpHandler = new SocketsHttpHandler
			{
				ConnectCallback = connectionFactory.ConnectAsync
			};

			// Create a gRPC channel to the PLCnext unix socket
			using var channel = GrpcChannel.ForAddress("http://localhost", new GrpcChannelOptions
			{
				HttpHandler = socketsHttpHandler
			});

			// Create a gRPC client for the Device Status Service on that channel
			var grpc_status_client = new IDeviceStatusService.IDeviceStatusServiceClient(channel);

			// Create a gRPC client for the Data Access Service on that channel
			var grpc_data_client = new IDataAccessService.IDataAccessServiceClient(channel);

			// Create an item to get from the Device Status Service
			// Item identifiers are listed in the PLCnext Info Center:
			// https://www.plcnext.help/te/Service_Components/Remote_Service_Calls_RSC/RSC_device_interface_services.htm#IDeviceStatusService

			var item = new IDeviceStatusServiceGetItemRequest();
			item.Identifier = "Status.Board.Temperature.Centigrade";

			// Create a variable to get from the Data Access Service
			var data = new IDataAccessServiceReadSingleRequest();
			data.PortName = "Arp.Plc.Eclr/MainInstance1.AI1";

			// Response variables
			IDeviceStatusServiceGetItemResponse grpc_status_response;
			IDataAccessServiceReadSingleResponse grpc_data_response;

			// Endless loop
			while (true)
			{
				// Request the item from the Device Status Service
				grpc_status_response = grpc_status_client.GetItem(item);

				// Request data from the Data Access Service
				grpc_data_response = grpc_data_client.ReadSingle(data);

				// Report the results
				var temperature = grpc_status_response.ReturnValue.Int8Value;
				var ai1 = grpc_data_response.ReturnValue.Value.Int16Value;

				Console.WriteLine("Board Temperature = " + temperature + "°C");
				Console.WriteLine("MainInstance1.AI1 = " + ai1);

				// Wait for 1 second
				Thread.Sleep(1000);
			}
		}
	}

	public class UnixDomainSocketConnectionFactory
	{
		private readonly EndPoint _endPoint;

		public UnixDomainSocketConnectionFactory(EndPoint endPoint)
		{
			_endPoint = endPoint;
		}

		public async ValueTask<Stream> ConnectAsync(SocketsHttpConnectionContext _,
			CancellationToken cancellationToken = default)
		{
			var socket = new Socket(AddressFamily.Unix, SocketType.Stream, ProtocolType.Unspecified);

			try
			{
				await socket.ConnectAsync(_endPoint, cancellationToken).ConfigureAwait(false);
				return new NetworkStream(socket, true);
			}
			catch
			{
				socket.Dispose();
				throw;
			}
		}
	}
}

10. ソリューション エクスプローラーで、ソリューションを右クリックし、ターミナルを開きます。

11. ターミナルで、次のコマンドを実行します。

dotnet build ConsoleApp1.csproj
dotnet publish -c RELEASE -r linux-arm .\ConsoleApp1.csproj -o MyApp

… ここで、ConsoleApp1 はソリューションの名前で、MyApp はアプリケーションが公開される出力ディレクトリの名前です。必要に応じて、アプリケーションを DEBUG モードで公開することもできます。

12. (たとえば) scp または WinSCP を使用して、出力ディレクトリとそのすべての内容を PLC にコピーします。

scp -r MyApp [email protected]:~

13. (たとえば) ssh または PuTTY を使用して、PLC でシェル セッションを開きます。

14. 実行ファイルに実行権限があることを確認してください:

$ chmod a+x /opt/plcnext/MyApp/ConsoleApp1

15. アプリケーションを実行します:

$ /opt/plcnext/MyApp/ConsoleApp1

出力は次のようになります:

Board Temperature = 50°C
MainInstance1.AI1 = 0
Board Temperature = 50°C
MainInstance1.AI1 = 0
Board Temperature = 50°C
MainInstance1.AI1 = 0
Board Temperature = 50°C
MainInstance1.AI1 = 0

16. PLCnext Engineer で、オンラインになり、AI1 変数の値を変更します。アプリケーションによって報告される値は変更されるはずです。

リファレンスとその他のリソース

1. .NET Core ❤ gRPC

2. .NET クライアントで gRPC サービスを呼び出す

3. gRPC に役立つリソースの精選されたリスト