C# 開發Modbus Rtu用戶端 modbus測試Demo，Modbus 串口通訊 , 虛擬MODBUS-RTU測試

標籤：basic   定義   ref   show   接下來   private   字串   複雜   長度   

前言

 本文將使用一個NuGet公開的組件技術來實現一個ModBus RTU的用戶端，方便的對Modbus rtu的伺服器進行讀寫，這個伺服器可以是電腦端C#設計的，也可以是PLC實現的，也可以是其他任何支援這個通訊協定的伺服器。

github地址：https://github.com/dathlin/HslCommunication 如果喜歡可以star或是fork，還可以打賞支援。

 

在Visual Studio 中的NuGet管理器中可以下載安裝，也可以直接在NuGet控制台輸入下面的指令安裝：

Install-Package HslCommunication

NuGet安裝教程  http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7705014.html

支援人員QQ群：592132877  （組件的版本更新細節也將第一時間在群裡發布）組件API地址：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7703805.html

 

 

特別感謝

• 網友：陳恩富                  對float,int資料的讀取測試，才修複了權重位顛倒的BUG。
• 網友：U4幸福的蝸牛      發現了部落格上錯誤的一個方法名稱，已於2018年1月8日13:34:39更新。並反饋了一些特殊裝置（modbus tcp伺服器）的讀取資料的BUG。已修複。

 

隨便聊聊

此處的設計模式是用戶端主動請求伺服器資料，然後接收伺服器的反饋資料，支援原生的指令收發，支援其他一些方便的API收發。特殊功能碼需要使用原生收發的API，本組件支援如下的功能操作：

• 0x01    讀取線圈的操作，
• 0x02    讀取離散的操作，
• 0x03    讀取寄存器的值，
• 0x05    寫一個線圈操作，
• 0x06    寫一個寄存器值，
• 0x0F    批量寫線圈操作，
• 0x10    批量寫寄存器值，

 如果你的裝置需要這些功能之外的資料，可以使用原生API方法，但是這個方法的前提就是你對MODBUS 協議非常清晰才可以，如果你不瞭解這個協議，可以參照下面的部落格說明：

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

 如果你需要搭建自己的ModBus伺服器，可以參照這邊文章：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7782315.html

 訪問測試專案

需要下載一個串口虛擬軟體

Virtual Serial Port Driver

：https://virtual-serial-port-driver.en.softonic.com/

然後虛擬化兩個串口出來，COM4 ,COM5 預設是串連在一起的。這樣我們就可以進行本地的測試了

 

 在你開發自己的用戶端程式之前，可以先用MODBUS測試載入器進行測試，以下地址的一個開源項目就是基於這個組件開發的Modbus rtu測試載入器，可直接用於讀寫測試。

 ModbusTcpServer.zip   先啟動服務，然後啟動串口

  

 

下面的一個項目是這個組件的訪問測試專案，您可以進行初步的訪問的測試，免去了您寫測試程式的麻煩，這個項目是和三菱，西門子PLC的訪問寫在一起的。可以同時參考。

為：HslCommunicationDemo.zip

 

 

Reference

 

ModBus組件所有的功能類都在 HslCommunication.ModBus命名空間，所以再使用之前先添加

using HslCommunication.ModBus;using HslCommunication;

　　

How to Use

 

執行個體化：

在使用讀寫功能之前必須先進行執行個體化：

private ModbusRtu busRtuClient = new ModbusRtu( station );

 

注意：在Modbus伺服器的裝置裡，大部分的裝置都是從地址0開始的，有些特殊的裝置是從地址1開始的，所以本組件裡面，預設從地址0開始，如果想要從地址1開始，那麼就需要如下的配置：

busRtuClient.AddressStartWithZero = False;

 

 

然後接下來需要初始化參數，對串口來說，通常的參數有串口名稱，傳輸速率，資料位元，停止位，校正位，提供了一個委託設定的方式

            try            {                busRtuClient.SerialPortInni( sp =>                 {                     sp.PortName = "COM5";                     sp.BaudRate = 9600;                     sp.DataBits = 8;                     sp.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;                     sp.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;                 } );                busRtuClient.Open( ); // 開啟            }            catch (Exception ex)            {                MessageBox.Show( ex.Message );            }

 

 關閉的話，調用如下的方法

busRtuClient.Close( );

 

 

 

 

以下代碼示範常用的讀寫操作，為了方便起見，不再對IsSuccess判斷，一般都是成功的：

        private void userButton30_Click(object sender, EventArgs e)        {            // 讀取操作            bool coil100 = busRtuClient.ReadCoil("100").Content;   // 讀取線圈100的通斷            short short100 = busRtuClient.ReadInt16("100").Content; // 讀取寄存器100的short值            ushort ushort100 = busRtuClient.ReadUInt16("100").Content; // 讀取寄存器100的ushort值            int int100 = busRtuClient.ReadInt32("100").Content;      // 讀取寄存器100-101的int值            uint uint100 = busRtuClient.ReadUInt32("100").Content;   // 讀取寄存器100-101的uint值            float float100 = busRtuClient.ReadFloat("100").Content; // 讀取寄存器100-101的float值            long long100 = busRtuClient.ReadInt64("100").Content;    // 讀取寄存器100-103的long值            ulong ulong100 = busRtuClient.ReadUInt64("100").Content; // 讀取寄存器100-103的ulong值            double double100 = busRtuClient.ReadDouble("100").Content; // 讀取寄存器100-103的double值            string str100 = busRtuClient.ReadString("100", 5).Content;// 讀取100到104共10個字元的字串            // 寫入操作            busRtuClient.WriteCoil("100", true);// 寫入線圈100為通            busRtuClient.Write("100", (short)12345);// 寫入寄存器100為12345            busRtuClient.Write("100", (ushort)45678);// 寫入寄存器100為45678            busRtuClient.Write("100", 123456789);// 寫入寄存器100-101為123456789            busRtuClient.Write("100", (uint)123456778);// 寫入寄存器100-101為123456778            busRtuClient.Write("100", 123.456);// 寫入寄存器100-101為123.456            busRtuClient.Write("100", 12312312312414L);//寫入寄存器100-103為一個大資料            busRtuClient.Write("100", 12634534534543656UL);// 寫入寄存器100-103為一個大資料            busRtuClient.Write("100", 123.456d);// 寫入寄存器100-103為一個雙精確度的資料            busRtuClient.Write("100", "K123456789");                    }

 

下面再分別講解嚴格的操作，以及批量化的複雜的讀寫操作，假設你要讀取1000個M，迴圈讀取1千次可能要3秒鐘，如果用了下面的批量化讀取，只需要50ms，但是需要你對位元組的原理比較熟悉才能得心應手的處理

 

 

讀取線圈API：

 在此處舉例讀取地址為0，長度為10的線圈數量，讀取出來的資料已經自動轉化成了bool數組，方便的進行二次處理：

        private void userButton8_Click(object sender,EventArgs e)        {            HslCommunication.OperateResult<bool[]> read = busRtuClient.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());            }        }

　　當然也可以用組件提供的資料轉換API實現資料提取：

讀取離散資料：

讀取離散資料和讀取線圈的代碼幾乎是一致的，處理方式也是一致的，只是方法名稱改成了：

        private void userButton8_Click(object sender,EventArgs e)        {            HslCommunication.OperateResult<bool[]> read = busRtuClient.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());            }        }

讀取寄存器資料：

 假設我們需要讀取地址為0，長度為10的資料，也即是10個資料，每個資料2個位元組，總計20個位元組的資料。下面解析資料前，先進行了假設，你在解析自己的資料前可以參照下面的解析

        private void userButton10_Click(object sender, EventArgs e)        {            HslCommunication.OperateResult<byte[]> read = busRtuClient.Read("0", 10);            if (read.IsSuccess)            {                // 共返回20個位元組，每個資料2個位元組，高位在前，低位在後                // 在資料解析前需要知道裡面到底存了什麼類型的資料，所以需要進行一些假設：                // 前兩個位元組是short資料類型                short value1 = busTcpClient.ByteTransform.TransInt16(read.Content, 0);                 // 接下來的2個位元組是ushort類型                ushort value2 = busTcpClient.ByteTransform.TransUInt16(read.Content, 2);                 // 接下來的4個位元組是int類型                int value3 = busTcpClient.ByteTransform.TransInt32(read.Content, 4);                 // 接下來的4個位元組是float類型                float value4 = busTcpClient.ByteTransform.TransFloat(read.Content, 8);                 // 接下來的全部位元組，共8個位元組是規格資訊                string speci = Encoding.ASCII.GetString(read.Content, 12, 8);                // 已經提取完所有的資料            }            else            {                MessageBox.Show(read.ToMessageShowString());            }        }

寫一個線圈：

寫一個線圈，這個相對比較簡單，假設我們需要寫入線圈0，為通

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

寫一個寄存器：

寫一個寄存器的操作也是非常的方便，在這裡提供了三個重載的方法，允許使用三種方式寫入：分別寫入，short，ushort，byte三種：

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

　　

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

　　

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

 

批量寫入線圈：

private void userButton13_Click(object sender, EventArgs e)        {            // 線圈0為True，線圈1為false，線圈2為true.....等等，以此類推，數組長度多少，就寫入多少線圈            bool[] value = new bool[] { true, false, true, true, false, false };            HslCommunication.OperateResult write = busRtuClient.WriteCoil("0", value);            if (write.IsSuccess)            {                // 寫入成功                textBox1.Text = "寫入成功";            }            else            {                MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());            }        }

　　

批量寫入寄存器：

第一種情況寫入一串short數組，這種情況比較簡單：

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

第二情況寫入一串ushort數組，也是比較簡單：

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

比較複雜的是寫入自訂的資料，按照上述讀取寄存器，比如我需要寫入寄存器0，寄存器1共同組成的一個int資料，那麼我們這麼寫：

        private void userButton15_Click(object sender, EventArgs e)        {            int value = 12345678;// 等待寫入的一個資料            HslCommunication.OperateResult write = busRtuClient.Write("0", value);            if (write.IsSuccess)            {                // 寫入成功                textBox1.Text = "寫入成功";            }            else            {                MessageBox.Show(write.ToMessageShowString());            }        }

其他資料參考這個就行，如果有不明白的，可以聯絡上面的QQ群。

 

究極資料操作，使用原生的報文來操作資料：

傳入一個位元組數組，資料內容和原生的資料一致，比如我要通過原生API讀取寄存器地址為0，長度為3的資料，那麼位元組的HEX標識形式為 01 03 00 00 00 03 不包括CRC校正碼

        private void button26_Click( object sender, EventArgs e )        {            try            {                OperateResult<byte[]> read = busRtuClient.ReadBase( HslCommunication.Serial.SoftCRC16.CRC16(HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.HexStringToBytes( "01 03 00 00 00 03" )) );                if (read.IsSuccess)                {                    textBox11.Text = "結果：" + HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.ByteToHexString( read.Content,‘ ‘ );                }                else                {                    MessageBox.Show( "讀取失敗：" + read.ToMessageShowString( ) );                }            }            catch (Exception ex)            {                MessageBox.Show( "讀取失敗：" + ex.Message );            }        }

 

 

　　上述代碼在操作時用了一個轉化機制，輸入為十六進位的文本，轉化為byte[]資料，中間的分割符可以為空白格，可以為‘-‘，也可以為‘,‘，‘_‘等等等等，調用了組件基礎的資料轉化功能。

C# 開發Modbus Rtu用戶端 modbus測試Demo，Modbus 串口通訊 , 虛擬MODBUS-RTU測試