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python實(shí)現(xiàn)ModBusTCP協(xié)議的client功能

更新時(shí)間：2023年10月20日 11:24:58 作者：Lion King

Modbus TCP 是一種基于 TCP/IP 協(xié)議棧的 Modbus 通信協(xié)議,它用于在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)備之間的通信,只要通過pymodbus或pyModbusTCP任意模塊就可以實(shí)現(xiàn),本文采用pymodbus,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

一、ModBusTCP協(xié)議

1、了解ModBusTCP協(xié)議

Modbus TCP 是一種基于 TCP/IP 協(xié)議棧的 Modbus 通信協(xié)議，它用于在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)備之間的通信。Modbus TCP 將 Modbus 協(xié)議封裝在 TCP/IP 協(xié)議之上，通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和寫入。

以下是 Modbus TCP 的基本特點(diǎn)：

（1）基于 TCP/IP 協(xié)議：Modbus TCP 使用 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，可以通過以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等方式進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。

（2）實(shí)時(shí)性：Modbus TCP 具有較高的實(shí)時(shí)性，適用于需要快速響應(yīng)的控制系統(tǒng)。

（3）異步通信：Modbus TCP 支持異步通信，允許設(shè)備之間的非同步數(shù)據(jù)交換。

（4）客戶端-服務(wù)器模型：Modbus TCP 通信采用客戶端-服務(wù)器模型?？蛻舳耍ㄍǔＪ强刂葡到y(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)）向服務(wù)器（設(shè)備或傳感器）發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器返回響應(yīng)數(shù)據(jù)。

（5）支持多種數(shù)據(jù)類型：Modbus TCP 支持不同數(shù)據(jù)類型的讀寫操作，包括線圈（Coil）、離散輸入（Discrete Input）、保持寄存器（Holding Register）和輸入寄存器（Input Register）等。

（6）數(shù)據(jù)傳輸格式：Modbus TCP 使用 Modbus 協(xié)議的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)域等。

（7）安全性：由于 Modbus TCP 通信是基于 TCP/IP 的，因此可以通過網(wǎng)絡(luò)安全措施（例如 VPN、防火墻等）提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

總的來(lái)說，Modbus TCP 提供了一種可靠的、靈活的工業(yè)通信解決方案，廣泛用于自動(dòng)化領(lǐng)域中的各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。

2、ModBusTCP協(xié)議的client與TCPclient的區(qū)別？

Modbus TCP 是一種特定的應(yīng)用層通信協(xié)議，用于在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它是在 TCP/IP 協(xié)議棧上運(yùn)行的 Modbus 協(xié)議的變種。Modbus TCP 協(xié)議的數(shù)據(jù)包是通過 TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

TCP client 是一種通用的網(wǎng)絡(luò)通信模式，它指的是通過 TCP/IP 協(xié)議與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立連接，并向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求并接收響應(yīng)的程序。TCP client 可以用于與任何支持 TCP/IP 協(xié)議的服務(wù)器進(jìn)行通信，不限于 Modbus 協(xié)議。

區(qū)別主要在于：

（1）用途不同：Modbus TCP 是一種特定的工業(yè)自動(dòng)化通信協(xié)議，用于工業(yè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換；而 TCP client 是一種通用的網(wǎng)絡(luò)通信模式，可以與各種服務(wù)器進(jìn)行通信，不限于 Modbus 協(xié)議。

（2）協(xié)議不同：Modbus TCP 使用 Modbus 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而 TCP client 沒有固定的協(xié)議限制，可以與各種應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行通信。

（3）功能不同：Modbus TCP 協(xié)議定義了特定的功能碼和數(shù)據(jù)格式，用于讀寫線圈、離散輸入、保持寄存器等；TCP client 則沒有固定的功能碼和數(shù)據(jù)格式，可以根據(jù)具體需求自定義通信內(nèi)容。

（4）適用場(chǎng)景不同：Modbus TCP 主要用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；TCP client 可以用于各種通信場(chǎng)景，包括 Web 客戶端、數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端、文件傳輸?shù)取?/p>

綜上所述，Modbus TCP 是一種特定協(xié)議的 TCP client，用于在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。TCP client 則是一個(gè)更通用的概念，可以與各種服務(wù)器進(jìn)行通信，不受特定協(xié)議限制。

3、ModBusTCP協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式是怎樣的？

大體如上圖紅色部分所描述，Modbus TCP 協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式如下：

（1）MBAP 頭部（Modbus Application Protocol Header）：

Transaction Identifier（事務(wù)標(biāo)識(shí)符）：2 字節(jié)，用于標(biāo)識(shí)事務(wù)，通常是遞增的序號(hào)。
Protocol Identifier（協(xié)議標(biāo)識(shí)符）：2 字節(jié)，固定為0，表示 Modbus 協(xié)議。
Length（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）：2 字節(jié)，表示 MBAP 后面數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，包括單元標(biāo)識(shí)符（Unit Identifier）和數(shù)據(jù)字段。
Unit Identifier（單元標(biāo)識(shí)符）：1 字節(jié)，用于標(biāo)識(shí) Modbus 設(shè)備，通常為 1。
（2）PDU（Protocol Data Unit）：

Function Code（功能碼）：1 字節(jié)，表示 Modbus 操作的類型，如讀取保持寄存器、寫入線圈等。
Data（數(shù)據(jù)）：根據(jù)功能碼的不同，數(shù)據(jù)的格式和長(zhǎng)度會(huì)有所變化。

數(shù)據(jù)幀的格式可以根據(jù)不同的功能碼和操作類型而變化，例如：

（1）對(duì)于讀取保持寄存器（Function Code 0x03）：

起始地址：2 字節(jié)，表示要讀取的寄存器的起始地址。
寄存器數(shù)量：2 字節(jié)，表示要讀取的寄存器的數(shù)量。
（2）對(duì)于寫入單個(gè)保持寄存器（Function Code 0x06）：

寄存器地址：2 字節(jié)，表示要寫入的寄存器的地址。
寄存器值：2 字節(jié)，表示要寫入的寄存器的值。

總體來(lái)說，Modbus TCP 協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式是固定的，但是具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容和長(zhǎng)度會(huì)根據(jù)功能碼的不同而有所變化。詳細(xì)的數(shù)據(jù)幀格式需要根據(jù)具體的功能碼和操作類型來(lái)確定。

到此這篇關(guān)于python實(shí)現(xiàn)ModBusTCP協(xié)議的client的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python ModBusTCP協(xié)議內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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