基于Python的ModbusTCP客户端实现

Modbus协议是由Modicon公司（现在的施耐德电气Schneider Electric）推出，主要建立在物理串口、以太网TCP/IP层之上，目前已经成为工业领域通信协议的业界标准，广泛应用在工业电子设备之间的互联。

Modbus Poll和Modbus Slave是两款非常流行的Modbus设备仿真软件，支持Modbus RTU/ASCII和Modbus TCP/IP协议 ，经常用于测试和调试Modbus设备，观察Modbus通信过程中的各种报文。

当用于支持Modbus RTU/ASCII协议时，ModbusPoll作为一个主站设备， ModbusSlave作为一个从站设备，从站设备接收主站设备的命令并返回数据。而当用于支持Modbus TCP/IP时，ModbusSlave作为一个服务器， ModbusPoll作为一个客户端，服务器接收客户端的命令并返回数据。客户端需要填写指定连接的远程服务器IP地址和端口号。

这里主要介绍下用Python实现ModbusTCP客户端功能，同时使用ModbusSlave模拟一个服务器，用于互联调试。

Python中提供了支持Modbus协议的第三方库——modbus_tk，下载地址为：https://pypi.org/project/modbus_tk/。使用时需要先导入modbus_tk库，然后简单地依照Modbus协议配置参数即可。当实现客户端功能时，需要配置如下参数:

slave：Modbus从站ID地址 。

function_code：寄存器的功能码，主要的寄存器功能码如下所示：

starting_address：寄存器起始地址，从0开始。

quantity_of_x：寄存器连续个数。

output_value:写命令时的数值。

Scan Rate：读取数据的周期，程序中体现为执行 execute()方法的周期。

如下例程实现了01和03两条命令读取服务器的数据，如下所示：

import modbus_tk.modbus_tcp as mt
import modbus_tk.defines as md
# 远程连接到服务器端
master = mt.TcpMaster("192.168.1.10", 502)
master.set_timeout(5.0)
# @slave=1 : identifier of the slave. from 1 to 247. 0为广播所有的slave
# @function_code=READ_HOLDING_REGISTERS：功能码
# @starting_address=1：开始地址
# @quantity_of_x=3：寄存器/线圈的数量
# @output_value：一个整数或可迭代的值：1/[1,1,1,0,0,1]/xrange(12)
# @data_format
# @expected_length
Hold_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_HOLDING_REGISTERS, starting_address=1, quantity_of_x=3, output_value=5)
Hold_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_HOLDING_REGISTERS, starting_address=1, quantity_of_x=3, output_value=5)
Coils_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_COILS, starting_address=1, quantity_of_x=3, output_value=5)
print(Hold_value) # 取到的寄存器的值格式为元组(55, 12, 44)
print(Hold_value) # 取到的寄存器的值格式为元组(1, 1, 1)
 

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