在工业自动化领域，Modbus协议以其简单、高效的特点，被广泛应用于各种设备和系统之间的数据通信。特别是Modbus RTU，通过串行接口传输数据，具有成本低、可靠性高的优点，成为了众多工业现场的首选通信方式。今天，我们将一起探讨如何使用Python来实现一个Modbus RTU主站，从而轻松实现对多个从站数据的轮询采集。

一、Modbus RTU协议简介

Modbus RTU是一种基于RS-485或RS-232C串行接口的Modbus协议实现，它通过RTU（串行通信）模式传输数据。Modbus RTU规定了主站和从站之间的通信规则，包括数据帧格式、功能码定义等，使得不同厂商生产的设备能够相互通信，实现数据的共享和控制。

二、Python实现Modbus RTU主站

在Python中，我们可以使用pymodbus库来实现Modbus RTU主站的功能。pymodbus是一个开源的Modbus协议实现库，支持Modbus TCP和Modbus RTU两种通信方式。下面是一个简单的示例代码，展示了如何使用pymodbus来创建一个Modbus RTU主站，并轮询采集多个从站的数据。

from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient

# 配置Modbus RTU连接参数
SERIAL_PORT = '/dev/ttyUSB0'  # 串行接口
BAUDRATE = 9600               # 波特率
TIMEOUT = 1                  # 超时时间
UNIT = 0x01                  # 从站地址

# 创建Modbus RTU主站客户端
client = ModbusClient(method='rtu', port=SERIAL_PORT, baudrate=BAUDRATE, timeout=TIMEOUT, parity='N')

# 连接从站
client.connect()

# 轮询采集从站数据
SLAVE_IDS = [0x02, 0x03, 0x04]  # 从站地址列表
REGISTERS = [0x0000, 0x0000, 0x0000]  # 要读取的寄存器地址列表

for slaveId in SLAVE_IDS:
    response = client.read_holding_registers(SlaveId, REGISTERS[SLAVE_IDS.index(SlaveId)], unit=SLAVE_IDS.index(SlaveId))
    if response.isError():
        print(f"Error reading from slave {SlaveId}: {response}")
    else:
        print(f"Data from Slave {SlaveId}: {response.registers}")

# 断开连接
client.close()

在上述代码中，我们首先配置了Modbus RTU的连接参数，包括串行接口、波特率、超时时间和从站地址。然后，我们使用ModbusSerialClient类创建了一个Modbus RTU主站客户端，并通过connect方法连接到从站。

接下来，我们定义了一个从站地址列表和一个寄存器地址列表，分别用于指定要轮询的从站和要读取的寄存器。然后，我们使用read_holding_registers方法从每个从站读取数据，并打印出读取结果。

最后，我们通过close方法断开了与从站的连接。

三、总结与展望

通过上述示例代码，我们可以看到使用Python和pymodbus库实现Modbus RTU主站通信的过程并不复杂。在实际应用中，我们还可以根据具体需求扩展更多功能，比如增加异常处理、实现数据解析和存储等。

随着工业自动化技术的不断发展，Modbus协议将在更多场景中得到应用。掌握Python实现Modbus RTU主站通信的技能，将有助于我们更好地应对工业自动化领域的挑战，推动工业生产的智能化和高效化。