前言
本文將使用一個NuGet公開的組件技術來實現一個ModBus TCP的服務器端數據引擎，方便的實現接收來自各種設備的數據。並且該服務器模擬真實的設備，包含了數據池功能，可以接受來自任何支持Modbus tcp的客戶端進行讀寫數據。C#實現的客戶端類請參考下面這篇文章：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7885368.html 可以進行一些客戶端服務器的聯合調試。
nuget地址：https://www.nuget.org/packages/HslCommunication/ 
github地址：https://github.com/dathlin/HslCommunication 
如果喜歡可以star或是fork，還可以打賞支持。
聯系作者及加群方式（激活碼在群里發放）：http://www.hslcommunication.cn/Cooperation
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
下載地址
此處提供一個服務器的Demo軟件，下載解壓就可以直接運行，這個Demo的源代碼也在上面的示例，界面如下：后續新的版本可能會有點小區別
https://github.com/dathlin/HslCommunication/raw/master/Download/ModbusTcpServer.zip 這個地址的服務器軟件永遠都是最新的，會不停的更新。
如果您需要一個測試的客戶端，包括了tcp和rtu的都可以，下載下面的Demo即可，支持各種配置信息
隨便聊聊
使用本組件可以快速搭建一個高性能的MODBUS TCP總站，當我們一個上位機需要讀取100台西門子PLC設備（此處只是舉個例子，凡是都是使用Modbus tcp的都是一樣的）的時候，你采用服務器主動去請求100台設備的機制對性能來說是個極大的考驗，如果開100個線程去輪詢100台設備，那么性能損失將是非常大的，更不用說再增加設備，如果搭建Modbus tcp服務器，就可以完美的解決性能問題，因為連接的壓力將會平均分攤給每一台PLC，服務器端只要新增一個時間戳就可以知道客戶端有沒有連接上。
我們在100台PLC里都增加發送Modbus tcp方法，將數據發送到服務器的ip和端口上去，服務器根據站號來區分設備。這樣就可以搭建一個高性能總站。
關於數據池
本服務器端擁有兩個數據池，線圈數據池和寄存器數據池，任何客戶端包括服務器本身都可以對數據池進行讀寫數據，比如PLC1將所有的數據發送到寄存器地址0-99上，PLC2將數據發送到100-199上。
- 線圈數據池 模擬了真實的數據讀寫，自動解析指令並返回數據
- 離散輸入數據池 服務器端允許讀寫，對客戶端來說僅僅支持讀，功能碼02
- 寄存器數據池 模擬了真實的數據讀寫
- 輸入寄存器數據池 服務器端允許讀寫，對客戶端來說僅僅支持讀，功能碼04
四個數據池的地址范圍都是0-65535，起始地址是從0開始
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;
How to Use
如果想快速的搭建一個Modbus-Tcp的服務器，只要2行代碼即可，實例化，啟動，而下面的例子稍微復雜了一點，額外配置了日志記錄器，綁定了一個數據接收的方法，每當客戶端進行數據交互，就會觸發，可用於實現自定義功能的Modbus-Tcp服務器
private HslCommunication.ModBus.ModbusTcpServer busTcpServer;
private void button1_Click( object sender, EventArgs e )
{
if(!int.TryParse(textBox2.Text,out int port))
{
MessageBox.Show( "端口輸入不正確！" );
return;
}
try
{
busTcpServer = new HslCommunication.ModBus.ModbusTcpServer( );
busTcpServer.LogNet = new HslCommunication.LogNet.LogNetSingle( "logs.txt" );
busTcpServer.LogNet.BeforeSaveToFile += LogNet_BeforeSaveToFile;
busTcpServer.OnDataReceived += BusTcpServer_OnDataReceived;
busTcpServer.ServerStart( port );
button1.Enabled = false;
panel2.Enabled = true;
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show( ex.Message );
}
}
private void BusTcpServer_OnDataReceived( byte[] modbus )
{
if (InvokeRequired)
{
BeginInvoke( new Action<byte[]>( BusTcpServer_OnDataReceived ), modbus );
return;
}
textBox1.AppendText( "接收數據：" + HslCommunication.BasicFramework.SoftBasic.ByteToHexString(modbus) + Environment.NewLine );
}
/// <summary>
/// 當有日志記錄的時候，觸發，將日志信息也在主界面進行輸出
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void LogNet_BeforeSaveToFile( object sender, HslCommunication.LogNet.HslEventArgs e )
{
if(InvokeRequired)
{
BeginInvoke( new Action<object, HslCommunication.LogNet.HslEventArgs>( LogNet_BeforeSaveToFile ), sender, e );
return;
}
textBox1.AppendText( e.HslMessage.ToString( ) + Environment.NewLine );
}
RTU支持
當客戶端進行連接了一個串口線后，也可以方便的讓服務器的支持同時支持串口訪問，
busTcpServer.StartSerialPort( "Com3" );
默認的串口參數是9600波特率。8位數據位，無奇偶校驗，1位停止位，當然也可以自行指定波特率
busTcpServer.StartSerialPort( "Com3",9600 );
還可以傳入一個初始化的委托方法，可以實現任意的支持。
創建數據訂閱
當客戶端進行發送讀寫指定時，如果你使用了OnDataReceived事件，都會觸發，當然可能這並不是你需要的，如果我們相對一個地址上的數據進行監視，也就當有客戶端寫入的時候觸發，或者是當這個數據更改了的時候觸發，那么我們可以創建自己的數據訂閱器：
private void button2_Click( object sender, EventArgs e )
{
// 點擊數據監視
ModBusMonitorAddress monitorAddress = new ModBusMonitorAddress( );
monitorAddress.Address = ushort.Parse( textBox6.Text );
monitorAddress.OnChange += MonitorAddress_OnChange;
monitorAddress.OnWrite += MonitorAddress_OnWrite;
busTcpServer.AddSubcription( monitorAddress );
button2.Enabled = false;
}
private void MonitorAddress_OnWrite( ModBusMonitorAddress monitor, short value )
{
// 當有客戶端寫入時就觸發
}
private void MonitorAddress_OnChange( ModBusMonitorAddress monitor, short befor, short after )
{
// 當該地址的值更改的時候觸發
if(InvokeRequired)
{
BeginInvoke( new Action<ModBusMonitorAddress, short, short>( MonitorAddress_OnChange ), monitor, befor, after );
return;
}
textBox9.Text = after.ToString( );
label11.Text = "寫入時間：" + DateTime.Now.ToString( ) + " 修改前：" + befor + " 修改后：" + after;
}
當然，你可以只使用其中的一種數據訂閱，比如上述的操作，一旦有客戶端寫入地址0x01的數據（無論是寫入一個寄存器還是批量），那么馬上會觸發如下的方法。注意，從服務器自身寫入的數據不會觸發，所有的訂閱都可以關聯同一個方法，根據地址的不同來區分。
特別說明：
服務器只負責接受Modbus TCP協議的數據，無論客戶端發了讀寫指令，都會觸發接收事件。在服務器端有一個數據池，存儲了線圈數據和寄存器數據，模擬了一個真實的設備，允許客戶端使用Modbus tcp協議對服務器進行數據讀寫，並返回真實的數據，如果設備往這個服務器的寄存器地址寫了100，那么服務器端或者其他客戶端去讀取寄存器100地址的值的時候，那么也是100.
下面演示了一些簡單的數據讀寫，用於服務器端進行操作的。
bool Coil100 = busTcpServer.ReadCoil( "100" ); // 讀線圈100的值
bool[] Coil100_109 = busTcpServer.ReadCoil( "100", 10 ); // 讀線圈數組
short Short100 = busTcpServer.ReadInt16( "100" ); // 讀取寄存器值
ushort UShort100 = busTcpServer.ReadUInt16( "100" ); // 讀取寄存器ushort值
int Int100 = busTcpServer.ReadInt32( "100" ); // 讀取寄存器int值
uint UInt100 = busTcpServer.ReadUInt32( "100" ); // 讀取寄存器uint值
float Float100 = busTcpServer.ReadFloat( "100" ); // 讀取寄存器Float值
long Long100 = busTcpServer.ReadInt64( "100" ); // 讀取寄存器long值
ulong ULong100 = busTcpServer.ReadUInt64( "100" ); // 讀取寄存器ulong值
double Double100 = busTcpServer.ReadDouble( "100" ); // 讀取寄存器double值
busTcpServer.WriteCoil( "100", true ); // 寫線圈的通斷
busTcpServer.Write( "100", (short)5 ); // 寫入short值
busTcpServer.Write( "100", (ushort)45678 ); // 寫入ushort值
busTcpServer.Write( "100", 12345667 ); // 寫入int值
busTcpServer.Write( "100", (uint)12312312 );// 寫入uint值
busTcpServer.Write( "100", 123.456f ); // 寫入float值
busTcpServer.Write( "100", 1231231231233L );// 寫入long值
busTcpServer.Write( "100", 1212312313UL ); // 寫入ulong值
busTcpServer.Write( "100", 123.456d ); // 寫入double值
讀寫離散量：
bool value_100 = busTcpServer.ReadDiscrete( "100" ); // 讀取地址100的離散量
bool[] value_100_109 = busTcpServer.ReadDiscrete( "100", 10 ); // 讀取數據
busTcpServer.WriteDiscrete( "100", true); // 地址100為true
busTcpServer.WriteDiscrete( "100", new bool[]{true,true}); // 地址100-101為true
讀寫輸入寄存器：
輸入寄存器的讀寫方式和寄存器的是一致的，只是地址改一下就好了，也即使用富地址的方式，舉個例子，寫輸入寄存器地址100為123
busTcpServer.Write( "x=4;100", (short)123 );
之前寫100，現在改成"x=4;123" x=4也即是使用功能碼04，那么之前寄存器的地址100等效於"x=3;100"
其他格式的數據參照這個即可。
過濾客戶端：
支持對客戶端的IP地址過濾，禁止不信任的Ip登錄
modbusTcpServer.SetTrustedIpAddress( new List<string>( "192.168.0.100", "192.168.0.101") );
如果要移除限制，重新恢復所有的客戶端登錄，那么按照如下操作
modbusTcpServer.SetTrustedIpAddress( null );
主動連接客戶端：
本服務器支持主動連接客戶端，然后再進行數據交互，這種情況在有些工業上應用還是很廣泛的
OperateResult connect = busTcpServer.ConnectHslAlientClient( "192.168.0.111", "10000", "12345678901" );
if (connect.IsSuccess)
{
MessageBox.Show( "連接成功！" );
}
else
{
MessageBox.Show( "連接失敗！原因：" + connect.Message );
}
}
需要制定對方的IP地址，端口號，以及唯一識別碼，目前使用的注冊包協議為HslAlien協議，過幾天專門寫一篇這個協議的博文，如果需要連接其他定制的客戶端，請聯系作者進行定制。
注意：
數據串的第7個字節為Modbus的站號信息，如下界面是FF，也即255，可以以此來區分不同的設備發來的數據信息，所以此處一個服務器實例掛的最大客戶端數為256台設備，前兩個字節為消息的頭序列，如果設備可以固定消息頭，用這個來標識設備的話，就可以區分65536台設備。
創作不易，感謝打賞：
參考鏈接：
如果你對MODBUS TCP不熟悉，那么請參照如下地址，我就是參照該地址的博客開發的代碼：