基於Python的ModbusTCP客戶端實現

Modbus協議是由Modicon公司（現在的施耐德電氣Schneider Electric）推出，主要建立在物理串口、以太網TCP/IP層之上，目前已經成為工業領域通信協議的業界標准，廣泛應用在工業電子設備之間的互聯。
Modbus Poll和Modbus Slave是兩款非常流行的Modbus設備仿真軟件，支持Modbus RTU/ASCII和Modbus TCP/IP協議 ，經常用於測試和調試Modbus設備，觀察Modbus通信過程中的各種報文。
當用於支持Modbus RTU/ASCII協議時，ModbusPoll作為一個主站設備， ModbusSlave作為一個從站設備，從站設備接收主站設備的命令並返回數據。而當用於支持Modbus TCP/IP時，ModbusSlave作為一個服務器， ModbusPoll作為一個客戶端，服務器接收客戶端的命令並返回數據。客戶端需要填寫指定連接的遠程服務器IP地址和端口號。

這里主要介紹下用Python實現ModbusTCP客戶端功能，同時使用ModbusSlave模擬一個服務器，用於互聯調試。

Python中提供了支持Modbus協議的第三方庫——modbus_tk，下載地址為：https://pypi.org/project/modbus_tk/。使用時需要先導入modbus_tk庫，然后簡單地依照Modbus協議配置參數即可。當實現客戶端功能時，需要配置如下參數:
slave：Modbus從站ID地址 。電動叉車
function_code：寄存器的功能碼，主要的寄存器功能碼如下所示：

starting_address：寄存器起始地址，從0開始。
quantity_of_x：寄存器連續個數。
output_value:寫命令時的數值。
Scan Rate：讀取數據的周期，程序中體現為執行 execute()方法的周期。

如下例程實現了01和03兩條命令讀取服務器的數據，如下所示：

import modbus_tk.modbus_tcp as mt
import modbus_tk.defines as md

# 遠程連接到服務器端
master = mt.TcpMaster("192.168.1.10", 502)
master.set_timeout(5.0)

# @slave=1 : identifier of the slave. from 1 to 247.  0為廣播所有的slave
# @function_code=READ_HOLDING_REGISTERS：功能碼
# @starting_address=1：開始地址
# @quantity_of_x=3：寄存器/線圈的數量
# @output_value：一個整數或可迭代的值：1/[1,1,1,0,0,1]/xrange(12)
# @data_format
# @expected_length
Hold_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_HOLDING_REGISTERS, starting_address=1, quantity_of_x=3, output_value=5)
Hold_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_HOLDING_REGISTERS, starting_address=1, quantity_of_x=3, output_value=5)
Coils_value = master.execute(slave=1, function_code=md.READ_COILS, starting_address=1,  quantity_of_x=3, output_value=5)

print(Hold_value)  # 取到的寄存器的值格式為元組(55, 12, 44)
print(Hold_value)  # 取到的寄存器的值格式為元組(1, 1, 1)
            
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