Python+Modbus，一文读懂工业通信核心技能!

Modbus协议是一种广泛应用于电子设备间通信的工业标准，尤其在工业自动化系统中大受欢迎。由于其简单性和灵活性，Modbus已成为各行业控制和监控设备首选的协议之一。

本文将带你了解如何通过Python与支持Modbus协议的设备进行通信。

准备工作：首先确保你的系统已安装Python，并具备基本的Python编程知识以及串行通信库的理解。

Python中用于Modbus的库： 要开始使用Python处理Modbus，我们需要几个辅助库。其中两个主要的Python Modbus实现库是“pymodbus”和“minimalmodbus”。"pymodbus"库提供了丰富的功能并支持多种Modbus变体，而"minimalmodbus"是一个更轻量、简洁的库，专注于基础功能。

安装库： 通过以下命令安装“pymodbus”：

pip install pymodbus

安装“minimalmodbus”时可以使用如下命令：

pip install minimalmodbus

建立Modbus连接： 安装完库后，接下来就可以建立Modbus连接了。首先确定需要的Modbus连接类型：Modbus TCP或Modbus RTU

Modbus TCP：对于通过以太网连接的设备，我们使用TCP连接。在Python中，可以通过“pymodbus”库创建一个Modbus TCP客户端，示例如下：

from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient

# Create a Modbus TCP client
client = ModbusTcpClient('192.168.0.1') # Replace with your device's IP address

# Connect to the Modbus TCP server
client.connect()

# Perform Modbus operations here

# Close the connection
client.close()

Modbus RTU：对于通过串行通信（如RS485）连接的设备，我们使用RTU连接。在Python中，可以使用“minimalmodbus”库进行Modbus RTU通信，示例如下：

import minimalmodbus

# Create a Modbus RTU instrument
instrument = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', slaveaddress=1) # Replace with your device's serial port and slave address

# Set the communication parameters (baudrate, parity, etc.)
instrument.serial.baudrate = 9600
instrument.serial.parity = minimalmodbus.serial.PARITY_NONE

# Perform Modbus operations here

# Close the connection
instrument.serial.close()

执行Modbus操作： 一旦建立了Modbus连接，我们便可以执行各种Modbus操作，如读取和写入寄存器数据。

使用“pymodbus”读取保持寄存器值（例如寄存器100），代码如下：

from pymodbus.constants import Endian
from pymodbus.payload import BinaryPayloadDecoder
from pymodbus.payload import BinaryPayloadBuilder

# Read a holding register value
result = client.read_holding_registers(address=100, count=1, unit=1)
if result.isError():
print("Error reading register!")
else:
decoder = BinaryPayloadDecoder.fromRegisters(result.registers, byteorder=Endian.Big)
value = decoder.decode_32bit_float()

print("Register value:", value)

使用“minimalmodbus”向保持寄存器（例如寄存器200）写入值，代码如下：

# Write a value to a holding register
instrument.write_register(200, 42)

在这篇教程中，我们一同探索了如何巧妙地结合Python与Modbus协议，实现与各类支持该协议设备之间的通信。不仅涵盖了必需库的安装步骤，还深入实践了建立Modbus TCP与Modbus RTU两种类型的连接，并演示了如何执行基本的读写操作。

借助Python对Modbus协议的广泛兼容性，你可以充分利用这一强大工具，将其应用于各种工业自动化场景，提升项目效率与可靠性。