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Modbus TCP
modbus tcp 是modbus协议的一个变种，基于TCP/IP协议栈在以太网上进行通信。Modbus TCP采用客户端-服务器（Master-Slave）的通信模型。客户端发起请求，服务器响应请求。一个网络中可以有多个客户端和服务器，服务器通常是PLC、传感器、仪表等工业设备。
Modbus TCP基于TCP协议，采用面向连接的通信方式。通信过程包括建立连接、数据传输和断开连接。数据传输过程中，客户端和服务器通过TCP端口（默认502）进行数据交换。
在Modbus网络中，设备可以分为两种角色：主站（Master）和从站（Slave）。
- 主站（Master）：主站通常是控制系统的核心部分，负责发起通信请求，并管理与多个从站设备之间的通信。主站设备通常是高级控制器或者上位机，如个人计算机、PLC或SCADA系统的一部分。它能够发送命令给从站，读取从站的数据，以及对从站进行配置和控制。主站还负责协调网络上的通信流量，确保数据的准确无误传视。
- 从站（Slave）：从站响应主站的请求，它的行为由主站指令决定。每个从站都有一个唯一的地址，以变主站能准确地定位到它。当从站接收到主站的请求时，它会执行相应的操作，如读取或写入数据，然后将结果返回主站。从站可以是智能仪表、逆变器、传感器模块、I/O模块等。
主站和从站的主要区别
- 地址：主站不需要唯一地址，因为它是通信的发起者。所有从站需要唯一地址，以便主站能够区分和通信。
- 角色：主站控制通信流程，发起请求，处理和分析数据。从站响应请求，执行操作，提供数据。
通信过程分析
假如在一个工厂里面有一个modbus通信系统，用于监控一台机器的多个传感器和执行器。系统中有一个PLC作为主站，几个传感器和执行器作为从站。
主站PLC功能
- 发起请求：主站（PLC）负责发起通信请求。例如，PLC可能需要读取所有传感器的温度数据。它会向各个传感器从站发送读取温度的请求。
- 控制通信流程：主站管理整个通信过程，包括确定通信的时序、处理错误、重试请求等。
- 处理数据：主站接收到从站的响应数据后，进行数据处理和分析。例如，PLC可能会计算平均温度、检查是否超出设定的温度范围，并做出相应的控制决策。
- 发出控制指令：根据需要，主站还可以向执行器从站发送控制指令，如开启或关闭某个设备。
从站PLC功能
- 响应请求：从站（如传感器）接收到主站的请求后，执行相应操作并返回数据。例如，传感器在接到读取温度的请求后，会测量当前温度并将结果返回给PLC。
- 执行指令：从站（如执行器）在接到主站发出的控制指令后，执行指定的操作。例如，执行器接到"开启"的指令后，会打开一个阀门。
- 提供数据：从站提供实时数据给主站。例如，温度传感器提供当前温度值，压力传感器提供当前压力值等。
代码实现
在实际编写 Modbus TCP 通信程序时，主站和从站的角色决定了它们分别是开启 Socket Client 还是 Socket Server。具体来说：
- Modbus TCP 主站（Master）：
主站负责发起通信请求，因此在 Modbus TCP 协议中，主站通常是一个 Socket Client。
这意味着主站会建立一个 socket 客户端连接，主动连接到从站的 socket 服务器。
主站通过这个客户端连接，向从站发送读/写请求，并等待从站的响应。
- Modbus TCP 从站（Slave）：
从站被动接收请求，因此在 Modbus TCP 协议中，从站是一个 Socket Server。
从站需要开启一个 socket 服务器，并监听某个端口（通常是 502 端口，标准的 Modbus TCP 端口）。
当主站（客户端）发起连接时，从站（服务器）接收连接，并处理请求。
Modbus 模拟工具
ModSim32
ModSim32 是一个运行在windows下，用来模拟从设备，它可以接收主设备发送的指令报文。启动ModSim32后，在菜单栏中选择Connection（连接）->Connect（连接）>Modbus/Tcp Svr即可，弹出对话框端口默认502。
在菜单栏中选择 文件-->新建。
可以设置开始地址、地址长度 和 设备ID
点击下方例如寄存器，可以设置该地址的值。
ModScan
Modscan32是一个运行在windows下，作为Modbus协议主设备的应用程序。用来模拟主设备。它可以发送指令报文到从机设备中，从机响应后，就可以在界面上返回相应寄存器的数据。
在菜单栏中选择Connection（连接设置）-->Connect（连接），弹出对话框在connect下边选择Remote TCP/IP Server 连接方式，填写从设备的IP地址和端口，点击OK。
在窗口中配置设备ID，开始地址和长度。需要和从设备中保持一致。
Kepware 连接配置
添加通道
右键点击【连接性】，选择通道类型【Modbus TCP/IP Ethernet】，其余按照默认配置，点击【下一步】，直到完成。
添加设备
点击【添加设备】，型号选择【Modbus】
在ID中<>中输入从设备IP，<>.X 后面的X为设备ID。
点击下一步，其余配置按照默认配置，端口配置为从设备端口。
添加标记
在设备中点击添加标记。
在名称中输入采集量的变量名。地址填写从设备的地址，类型为对应的数据类型。
配置完毕后，点击
测试
配置完毕后，点击【Quick Client】.点击对应设备，即可以查看标记的值。
右键点击标记，选择【synchronous write】，可以设置从设备的值。
不同类型值配置说明
对于字、短整型、BCD、浮点型、双字型、长整型、LBCD、双精度，在地址中输入开始地址、类型选择对应类型即可。数值存放保持寄存器中，地址4开头。如下图所示。
对于布尔值，数值存放在输出线圈中。地址0开头。如下图所示。
对于字符串，数值存在在保持寄存器中，地址格式示例如下400001.4H 或 400001.4L。
其中400001 为开始地址。4 为所占字节长度。H/L为数据存放方式为高位存储还是低位存储。
例如:字符串abcd，转换为二进制 01100001 01100010 01100011 01100100。
将二进制转换为以16个字节为一组，转换为整型为24930、25444.将其设置到Modbus从设备中。
在kepware中如下配置标注。
用Qucik Client,可查看到数据已经正确采集。
