1. modbus协议简介
Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII / RTU / TCP三种报文类型，协议本身不定义物理层，只定义了控制器能够认识和使用的 消息结构，而 不管消息是经过何种网络进行通信的。
标准的Modbus协议物理层接口主要有RS232 / RS422 / RS485和以太网。采用Master/Slave主从方式通信
关于modbus协议更多更详细的介绍，可自行查阅
2. 环境配置
py3
python 目前主流使用操作modbus协议的库有三个
- pymodbus
- 使用twisted实现的modbus完整协议（支持异步通讯）
- MinimalModbus
- 只支持modbusrtu
- modbus_tk
- 完整modbus协议栈的实现，支持modbus tcp/rtu｛1.提供slave模拟器，即模拟modbus server:502), web-based hmi master支持｝
今天主要使用modbus_tk库，versions=1.1.2。相关资料https://pypi.python.org/pypi/modbus_tk
*
pip3 install modbus_tk==1.1.2
3. 主要函数
不管是通过串口(RTU/ASCII )还是以太网（TCP）模式读写数据modbus_tk库提供的唯一函数，所以我们先介绍这个函数
- execute(slave, function_code, starting_address, quantity_of_x=0, output_value=0, data_format=””, expected_length=-1, write_starting_address_FC23=0）
- slave：从机站号 ，0为广播所有的slave
- function_code：功能码codefunction1READ_COILS 读线圈2READ_DISCRETE_INPUTS 读离散输入3READ_HOLDING_REGISTERS 读保持寄存器4READ_INPUT_REGISTERS读输入寄存器5WRITE_SINGLE_COIL写单一线圈6WRITE_SINGLE_REGISTER写单一寄存器15WRITE_MULTIPLE_COILS写多个线圈16WRITE_MULTIPLE_REGISTERS 写多寄存器还有其它不常用大家可自己看源码
- starting_address：起始地址
- quantity_of_x：读取数据长度，RTU模式数据长度如下图1，TCP模式数据长度是和不同模块的cpu限制有关如下图2
图2：
- output_value：一个整数（单个写入）或可迭代的值（批量写入）
- expected_length：没用过
- write_starting_address_FC23：没用过
4. RTU模式
硬件链接方式通过物理485或232口
modbus_tk库提供了一个RtuMaster类，实例化一个RtuMaster对象，需要初始化封装一个Serial对象
import serial
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_rtu
master = modbus_rtu.RtuMaster(serial.Serial(port=PORT, baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, xonxoff=0))
master.set_timeout(1.0)
res_tuple = master.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 10)
import serial
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_rtu
def demo(PORT):
master = modbus_rtu.RtuMaster(serial.Serial(port=PORT, baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, xonxoff=0))
master.set_timeout(1.0)
res1 = master.execute(1, cst.READ_COILS, 0, 10)
res2 = master.execute(2, cst.READ_DISCRETE_INPUTS, 0, 8)
res3 = master.execute(3, cst.READ_INPUT_REGISTERS, 100, 3)
res4 = master.execute(4, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 100, 12)
res5 = master.execute(5, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 7, output_value=1)
res6 = master.execute(6, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 100, output_value=54)
res7 = master.execute(7, cst.WRITE_MULTIPLE_COILS, 0, output_value=[1, 1, 0, 1, 1])
res8 = master.execute(8, cst.WRITE_MULTIPLE_REGISTERS, 100, output_value=xrange(12))
if __name__ == '__main__':
demo('com1')
5. TCP模式
硬件链接方式通过以太网口
相同modbus_tk库提供了一个TcpMaster类，实例化一个TcpMaster对象，需要初始化封装ip地址和端口号
import modbus_tk.defines as cst
import modbus_tk.modbus_tcp as modbus_tcp
server = modbus_tcp.TcpMaster(host：str, port：int)
server.set_timeout(1.0)
res1 = server.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 10)
import modbus_tk.defines as cst
import modbus_tk.modbus_tcp as modbus_tcp
def demo(ip，port):
server = modbus_tcp.TcpMaster(host：str, port：int)
server.set_timeout(1.0)
res1 = master.execute(1, cst.READ_COILS, 0, 10)
res2 = master.execute(2, cst.READ_DISCRETE_INPUTS, 0, 8)
res3 = master.execute(3, cst.READ_INPUT_REGISTERS, 100, 3)
res4 = master.execute(4, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 100, 12)
res5 = master.execute(5, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 7, output_value=1)
res6 = master.execute(6, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 100, output_value=54)
res7 = master.execute(7, cst.WRITE_MULTIPLE_COILS, 0, output_value=[1, 1, 0, 1, 1])
res8 = master.execute(8, cst.WRITE_MULTIPLE_REGISTERS, 100, output_value=xrange(12))
if __name__ == '__main__':
demo('192.168.2.1'，102)
* 错误码
modbus exception codesnotes1ILLEGAL_FUNCTION = 1 功能代码不合法2ILLEGAL_DATA_ADDRESS = 2 数据地址不合法3ILLEGAL_DATA_VALUE = 3 数据值不合法4SLAVE_DEVICE_FAILURE = 4 slave设备失败5COMMAND_ACKNOWLEDGE = 5 命令已收到6SLAVE_DEVICE_BUSY = 6 slave设备忙8MEMORY_PARITY_ERROR = 8 内存奇偶误差
6. 模拟测试
环境需要:
- 安装vspd.exe 用于模拟串口 (主要测试RTU模式代码，如果是测试TCP模式就不用下载串口模拟器)
- modbus slave 用于模拟从机
安装包地址:
链接：https://pan.baidu.com/s/1BLxTjG6ZFv65R6pfhHD3kg
提取码：xynb
软件模拟操作流程
* 下一篇我用实体硬件设备给大家带来更详细的示例用法
- 主机：树莓派加485扩展版
- 系统RASPBERRY PI OS(32-BIT)
- 从机：ABB变频器
- 型号 ACS510-01
Original: https://blog.csdn.net/pista/article/details/121911024
Author: pista
Title: python玩转modbus
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