Beckhoff TwinCAT/ADS 驱动

概述

Beckhoff TwinCAT 的 AMS/ADS over TCP。不依赖 JNI / 外部库，仅基于 Beckhoff 公开的 infosys AMS/ADS wire spec，在单个 JVM 内通过 socket 直接通信。

项目	值
`opc_type`	`ADS`
实现类	`plantpulse.driver.protocol.ads.ADSDriver`
库	（无 —— 自主实现。Beckhoff infosys 公开 spec）
read	良好（indexGroup/Offset 或符号句柄）
write	良好（`isWriteSupported() = true`）
默认端口	`48898` (ADS over TCP)
默认 AMS 端口	`851` (PLC Runtime 1)
安全	无（TCP 直连，不支持 ADS Secure）

TwinCAT 路由访问

ADS 通信需要在 PC/PLC 的 AMS Router 中注册静态路由。在 PLC 侧的 TwinCAT System Manager 中将 Edge 的 AmsNetId 注册为路由后，本驱动即以该 NetId 发起请求。

类 / 结构

ADSDriver  (BaseProtocolDriver)
 ├── AmsTcpHeader      6 byte  reserved + length(LE)
 ├── AmsHeader        32 byte  target/source NetId+Port + cmd + state + dataLen + err + invokeId
 ├── AdsRead.buildRequest(indexGroup, indexOffset, length)
 ├── AdsWrite.buildRequest(indexGroup, indexOffset, data)
 ├── AdsResponse.parse(payload)         — errorCode + data
 ├── AdsCommand                         — READ / WRITE / READ_STATE / READ_WRITE 상수, IGRP_*
 └── AdsCodec                           — putUInt16/32LE, getUInt16/32LE, getInt32LE

请求-响应匹配通过 AtomicInteger invokeIdCounter 发放的 32-bit invokeId 完成，并在单个 socket 上以 synchronized sendCommand(...) 串行化。符号名 → handle 的转换结果缓存在 symbolHandleCache (HashMap) 中。

wire 格式摘要

AMS/TCP Header (6) | AMS Header (32) | ADS payload (가변)
└ reserved(2) len(4)│└ tgtNetId(6) tgtPort(2) srcNetId(6) srcPort(2) cmd(2) state(2) dataLen(4) err(4) invokeId(4)

所有整数字段均为 little-endian。
AmsNetId 为 6 byte（例 5.40.40.116.1.1）。
cmd : READ=2、WRITE=3、READ_STATE=4、READ_WRITE=9。
stateFlags : STATEFLAG_REQ_RESP = 0x0004（要求响应）。

OPC 注册选项 (`options`)

键	含义	默认值
`target-netid`	PLC AmsNetId，例 `5.40.40.116.1.1`	host + `.1.1`
`target-port`	AMS 目标端口 (PLC Runtime)	`851`
`source-netid`	本地 AmsNetId	`127.0.0.1.1.1`
`source-port`	本地 AMS 端口	`32905`
`connect-timeout`	连接超时 (ms)	`3000`
`read-timeout`	响应等待超时 (ms)	`3000`

在 connect() 之后立即调用 READ_STATE 以验证握手 —— 失败时 connected=false。

标签地址格式

表示	含义	indexGroup
`M0:4`	%M offset 0, 4 byte	`IGRP_PLC_RW_MB` (0x4020)
`I0:2`	%I offset 0, 2 byte	`IGRP_PLC_RW_IB` (0x4000)
`Q0:1`	%Q offset 0	`IGRP_PLC_RW_QB` (0x4030)
`DB10:4`	DB10 offset 0	`IGRP_PLC_RW_DB` (0x4040)
`0x4020:0x10:4`	直接 indexGroup:indexOffset:length	（原样）
`MAIN.fCounter:REAL`	符号方式 (ReadWrite + IGRP_GET_SYMHANDLE_BYNAME → 缓存)	（基于 handle）

: 之后可写 byte 长度，或 BOOL / INT / DINT / REAL / LREAL / STRING 等 TwinCAT 类型关键字，由 sizeOfTypeKeyword(...) 决定 byte 长度。

数据编码 / 解码

decode(byte[], data_type) / encode(value, data_type, hintLen) 按 little-endian 处理：

`data_type`	byte	备注
Boolean / Bool	1	`data[0] != 0`
Byte	1	unsigned
Short / Int / Integer / Word	2	signed 16
UInt16	2	unsigned
Int32 / DWord	4	signed 32
UInt32	4	unsigned
Float / REAL	4	IEEE 754
Long / Int64 / LWord	8	signed
Double / LREAL	8	IEEE 754
String	N	UTF-8，按 NUL-terminated 处理

支持 / 不支持

✅ Memory area read/write (M / I / Q / DB)
✅ 符号名 → handle（IGRP_GET_SYMHANDLE_BYNAME = 0xF003）→ IGRP_RW_SYMVAL_BYHANDLE（0xF005）
✅ READ_STATE（ADS state + Device state）
❌ ADS Notification（订阅）
❌ SUMUP（多次 read 单次 wrapping）
❌ ADS Secure / TLS

测试覆盖率

test/java/plantpulse/driver/protocol/ads/

类	测试数
`AdsAddressParseTest`	10
`AdsCodecTest`	11
`AdsReadTest`	5
`AdsResponseTest`	5
`AdsSpecComplianceTest`	23
`AdsWriteTest`	5
`AmsHeaderTest`	6
`AmsNetIdTest`	7
`AmsTcpHeaderTest`	7

共 79 项测试。

参考

Beckhoff infosys: TwinCAT ADS / AMS over TCP wire format
代码：src/plantpulse/driver/protocol/ads/

概述​

类 / 结构​

wire 格式摘要​

OPC 注册选项 (options)​

标签地址格式​

数据编码 / 解码​

支持 / 不支持​

测试覆盖率​

参考​

概述