C# ModBus Tcp读写数据 与服务器进行通信

时间  2019-11-13
标签 c# modbus tcp 读写 数据 服务器 进行通信 栏目 C# 繁體版
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[转]https://www.cnblogs.com/dathlin/p/7885368.htmlcss

前言

 本文将使用一个NuGet公开的组件技术来实现一个ModBus TCP的客户端，方便的对Modbus tcp的服务器进行读写，这个服务器能够是电脑端C#设计的，也能够是PLC实现的，也能够是其余任何支持这个通讯协议的服务器。html

github地址：https://github.com/dathlin/HslCommunication 若是喜欢能够star或是fork，还能够打赏支持。git

 

在Visual Studio 中的NuGet管理器中能够下载安装，也能够直接在NuGet控制台输入下面的指令安装：github

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Install-Package HslCommunication

NuGet安装教程  http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7705014.html设计模式

技术支持QQ群：592132877  （组件的版本更新细节也将第一时间在群里发布）组件API地址：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7703805.html数组

 

关于两种模式服务器

在PLC端，包括三菱和西门子，欧姆龙以及Modbus Tcp客户端的访问器上，都支持两种模式，短链接模式和长链接模式，如今就来解释下什么原理。网络

短链接：每次读写都是一个单独的请求，请求完毕也就关闭了，若是服务器的端口仅仅支持单链接，那么关闭后这个端口能够被其余链接复用，可是在频繁的网络请求下，容易发生异常，会有其余的请求不成功，尤为是多线程的状况下。多线程

长链接：建立一个公用的链接通道，全部的读写请求都利用这个通道来完成，这样的话，读写性能更快速，即时多线程调用也不会影响，内部有同步机制。若是服务器的端口仅仅支持单链接，那么这个端口就被占用了，好比三菱的端口机制，西门子的Modbus tcp端口机制也是这样的。如下代码默认使用短链接，方便测试。tcp

在短链接的模式下，每次请求都是单独的访问，因此没有重连的困扰，在长链接的模式下，若是本次请求失败了，在下次请求的时候，会自动从新链接服务器，直到请求成功为止。另外，尽可能全部的读写都对结果的成功进行判断。

 

特别感谢

  • 网友：陈恩富                  对float,int数据的读取测试，才修复了权重位颠倒的BUG。
  • 网友：U4幸福的蜗牛      发现了博客上错误的一个方法名称，已于2018年1月8日13:34:39更新。并反馈了一些特殊设备（modbus tcp服务器）的读取数据的BUG。已修复。

 

随便聊聊

只要是网络访问，就会存在主从的区别，此处的设计模式是客户端主动请求服务器数据，而后接收服务器的反馈数据，支持原生的指令收发，支持其余一些方便的API收发。特殊功能码须要使用原生收发的API，本组件支持以下的功能操做：

  • 0x01    读取线圈的操做，
  • 0x02    读取离散的操做，
  • 0x03    读取寄存器的值，
  • 0x05    写一个线圈操做，
  • 0x06    写一个寄存器值，
  • 0x0F    批量写线圈操做，
  • 0x10    批量写寄存器值，

 若是你的设备须要这些功能以外的数据，可使用原生API方法，可是这个方法的前提就是你对MODBUS TCP协议很是清晰才能够，若是你不了解这个协议，能够参照下面的博客说明：

 http://blog.csdn.net/thebestleo/article/details/52269999

 若是你须要搭建本身的ModBus服务器，能够参照这边文章：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7782315.html

 在你开发本身的客户端程序以前，能够先用MODBUS测试工具进行测试，如下地址的一个开源项目就是基于这个组件开发的Modbus tcp测试工具，可直接用于读写测试。

 ModbusTcpServer.zip

  

 

访问测试项目

下面的一个项目是这个组件的访问测试项目，您能够进行初步的访问的测试，免去了您写测试程序的麻烦，这个项目是和三菱，西门子PLC的访问写在一块儿的。能够同时参考。

下载地址为：HslCommunicationDemo.zip

 

 

Reference

 

ModBus组件全部的功能类都在 HslCommunication.ModBus命名空间，因此再使用以前先添加

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using  HslCommunication.ModBus;
using  HslCommunication;

　　

How to Use

 

实例化：

在使用读写功能以前必须先进行实例化：

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private  ModbusTcpNet busTcpClient =  new  ModbusTcpNet( "192.168.1.195" , 502, 0x01);    // 站号1

上面的实例化指定了服务器的IP地址，端口号（通常都是502），以及本身的站号，容许设置为0-255，后面的两个参数有默认值，在实例化的时候能够省略。

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private  ModbusTcpNet busTcpClient =  new  ModbusTcpNet( "192.168.1.195" );    // 端口号502，站号1

 

注意：在Modbus服务器的设备里，大部分的设备都是从地址0开始的，有些特殊的设备是从地址1开始的，因此本组件里面，默认从地址0开始，若是想要从地址1开始，那么就须要以下的配置：

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busTcpClient.AddressStartWithZero = False;

 

 

上面两个声明选择其中一个就好了。而后实例化以后(也能够放在窗体的Load方法中)就能够调用下面的方法切换为长链接了，

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busTcpClient.ConnectServer();

 关闭的话，调用以下的方法

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busTcpClient.ConnectClose( );

 

 

 

如下代码演示经常使用的读写操做，为了方便起见，再也不对IsSuccess判断，通常都是成功的：

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private  void  userButton30_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     // 读取操做
     bool  coil100 = busTcpClient.ReadCoil( "100" ).Content;    // 读取线圈100的通断
     short  short100 = busTcpClient.ReadInt16( "100" ).Content;  // 读取寄存器100的short值
     ushort  ushort100 = busTcpClient.ReadUInt16( "100" ).Content;  // 读取寄存器100的ushort值
     int  int100 = busTcpClient.ReadInt32( "100" ).Content;       // 读取寄存器100-101的int值
     uint  uint100 = busTcpClient.ReadUInt32( "100" ).Content;    // 读取寄存器100-101的uint值
     float  float100 = busTcpClient.ReadFloat( "100" ).Content;  // 读取寄存器100-101的float值
     long  long100 = busTcpClient.ReadInt64( "100" ).Content;     // 读取寄存器100-103的long值
     ulong  ulong100 = busTcpClient.ReadUInt64( "100" ).Content;  // 读取寄存器100-103的ulong值
     double  double100 = busTcpClient.ReadDouble( "100" ).Content;  // 读取寄存器100-103的double值
     string  str100 = busTcpClient.ReadString( "100" , 5).Content; // 读取100到104共10个字符的字符串
 
     // 写入操做
     busTcpClient.WriteCoil( "100" ,  true ); // 写入线圈100为通
     busTcpClient.Write( "100" , ( short )12345); // 写入寄存器100为12345
     busTcpClient.Write( "100" , ( ushort )45678); // 写入寄存器100为45678
     busTcpClient.Write( "100" , 123456789); // 写入寄存器100-101为123456789
     busTcpClient.Write( "100" , ( uint )123456778); // 写入寄存器100-101为123456778
     busTcpClient.Write( "100" , 123.456); // 写入寄存器100-101为123.456
     busTcpClient.Write( "100" , 12312312312414L); //写入寄存器100-103为一个大数据
     busTcpClient.Write( "100" , 12634534534543656UL); // 写入寄存器100-103为一个大数据
     busTcpClient.Write( "100" , 123.456d); // 写入寄存器100-103为一个双精度的数据
     busTcpClient.Write( "100" ,  "K123456789" );
     
}

 

下面再分别讲解严格的操做，以及批量化的复杂的读写操做，假设你要读取1000个M，循环读取1千次可能要3秒钟，若是用了下面的批量化读取，只须要50ms，可是须要你对字节的原理比较熟悉才能驾轻就熟的处理

 

 

读取线圈API：

 在此处举例读取地址为0，长度为10的线圈数量，读取出来的数据已经自动转化成了bool数组，方便的进行二次处理：

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private  void  userButton8_Click( object  sender,EventArgs e)
{
     HslCommunication.OperateResult< bool []> read = busTcpClient.ReadCoil( "0" , 10);
     if (read.IsSuccess)
     {
         bool  coil_0 = read.Content[0];
         bool  coil_1 = read.Content[1];
         bool  coil_2 = read.Content[2];
         bool  coil_3 = read.Content[3];
         bool  coil_4 = read.Content[4];
         bool  coil_5 = read.Content[5];
         bool  coil_6 = read.Content[6];
         bool  coil_7 = read.Content[7];
         bool  coil_8 = read.Content[8];
         bool  coil_9 = read.Content[9];
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(read.ToMessageShowString());
     }
}

　　固然也能够用组件提供的数据转换API实现数据提取：

读取离散数据：

读取离散数据和读取线圈的代码几乎是一致的，处理方式也是一致的，只是方法名称改为了：

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private  void  userButton8_Click( object  sender,EventArgs e)
{
     HslCommunication.OperateResult< bool []> read = busTcpClient.ReadDiscrete( "0" , 10);
     if (read.IsSuccess)
     {
         bool  coil_0 = read.Content[0];
         bool  coil_1 = read.Content[1];
         bool  coil_2 = read.Content[2];
         bool  coil_3 = read.Content[3];
         bool  coil_4 = read.Content[4];
         bool  coil_5 = read.Content[5];
         bool  coil_6 = read.Content[6];
         bool  coil_7 = read.Content[7];
         bool  coil_8 = read.Content[8];
         bool  coil_9 = read.Content[9];
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(read.ToMessageShowString());
     }
}

读取寄存器数据：

 假设咱们须要读取地址为0，长度为10的数据，也便是10个数据，每一个数据2个字节，总计20个字节的数据。下面解析数据前，先进行了假设，你在解析本身的数据前能够参照下面的解析

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private  void  userButton10_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     HslCommunication.OperateResult< byte []> read = busTcpClient.Read( "0" , 10);
     if  (read.IsSuccess)
     {
         // 共返回20个字节，每一个数据2个字节，高位在前，低位在后
         // 在数据解析前须要知道里面到底存了什么类型的数据，因此须要进行一些假设：
         // 前两个字节是short数据类型
         short  value1 = busTcpClient.ByteTransform.TransInt16(read.Content, 0);<br>
         // 接下来的2个字节是ushort类型
         ushort  value2 = busTcpClient.ByteTransform.TransUInt16(read.Content, 2);<br>
         // 接下来的4个字节是int类型
         int  value3 = busTcpClient.ByteTransform.TransInt32(read.Content, 4);<br>
         // 接下来的4个字节是float类型
         float  value4 = busTcpClient.ByteTransform.TransFloat(read.Content, 8);<br>
         // 接下来的所有字节，共8个字节是规格信息
         string  speci = Encoding.ASCII.GetString(read.Content, 12, 8);
 
         // 已经提取完全部的数据
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(read.ToMessageShowString());
     }
}

写一个线圈：

写一个线圈，这个相对比较简单，假设咱们须要写入线圈0，为通

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private  void  userButton11_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.WriteCoil( "0" ,  true );
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

写一个寄存器：

写一个寄存器的操做也是很是的方便，在这里提供了三个重载的方法，容许使用三种方式写入：分别写入，short，ushort，byte三种：

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private  void  userButton12_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     short  value = -1234;
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.WriteOneRegister( "0" , value);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

　　

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private  void  userButton12_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     ushort  value = 56713;
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.WriteOneRegister( "0" , value);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

　　

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private  void  userButton12_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     // 0x00为高位，0x10为低位
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.WriteOneRegister( "0" , 0x00, 0x10);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

 

批量写入线圈：

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private  void  userButton13_Click( object  sender, EventArgs e)
         {
             // 线圈0为True，线圈1为false，线圈2为true.....等等，以此类推，数组长度多少，就写入多少线圈
             bool [] value =  new  bool [] {  true ,  false ,  true ,  true ,  false ,  false  };
             HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.WriteCoil( "0" , value);
             if  (write.IsSuccess)
             {
                 // 写入成功
                 textBox1.Text =  "写入成功" ;
             }
             else
             {
                 MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
             }
         }

　　

批量写入寄存器：

第一种状况写入一串short数组，这种状况比较简单：

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private  void  userButton14_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     short [] value =  new  short [] { -1234, 467, 12345 };
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.Write( "0" , value);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

第二状况写入一串ushort数组，也是比较简单：

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private  void  userButton14_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     ushort [] value =  new  ushort [] { 46789, 467, 12345 };
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.Write( "0" , value);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

比较复杂的是写入自定义的数据，按照上述读取寄存器，好比我须要写入寄存器0，寄存器1共同组成的一个int数据，那么咱们这么写：

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private  void  userButton15_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     int  value = 12345678; // 等待写入的一个数据
 
     HslCommunication.OperateResult write = busTcpClient.Write( "0" , value);
     if  (write.IsSuccess)
     {
         // 写入成功
         textBox1.Text =  "写入成功" ;
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());
     }
}

其余数据参考这个就行，若是有不明白的，能够联系上面的QQ群。

 

模式切换(支持热切换，想何时切换均可以)：

上面默认都是使用短链接的机制，若是须要使用长链接的话，这种通信模式更加稳定。多线程已经同步。

 

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private  void  userButton11_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     modBusTcpClient.ConnectServer();
}

 执行完这一行代码后，通常在实例化后面就能够切换长链接了，会返回一个OperateResult对象，链接成功IsSuccess为True，后面全部的读写操做都调用同一个通讯通道。若是想要切换回短链接。

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modBusTcpClient.ConnectClose();

 

究极数据操做，使用原生的报文来操做数据：

传入一个字节数组，数据内容和原生的数据一致，好比我要经过原生API读取寄存器地址为0，长度为3的数据，那么字节的HEX标识形式为 00 00 00 00 00 06 00 03 00 00 00 03

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private  void  userButton2_Click( object  sender, EventArgs e)
{
     byte [] data = HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.HexStringToBytes( "00 00 00 00 00 06 00 03 00 00 00 03" );
 
     HslCommunication.OperateResult< byte []> read = busTcpClient.ReadFromCoreServer(data);
     if (read.IsSuccess)
     {
         // 获取结果，并转化为Hex字符串，方便显示
         string  result = HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.ByteToHexString(read.Content,  ' ' );
     }
     else
     {
         MessageBox.Show(read.ToMessageShowString());
     }
}

　　上述代码在操做时用了一个转化机制，输入为十六进制的文本，转化为byte[]数据，中间的分割符能够为空格，能够为'-'，也能够为','，'_'等等等等，调用了组件基础的数据转化功能。

只有链接对象和IO对象才须要释放，其余的对象都是托管的对象，若是你想手动回收：busTcpClient.ConnectClose( );busTcpClient = null;

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