C#轻松实现Modbus通信

小闹發表於 2024-10-12 23:48:00

<h3 data-first-child="">1、前言</h3>
大家好！我是付工。前面给大家介绍了一系列关于RS485与Modbus的知识。
终于有人把RS485说清楚了 终于有人把Modbus说明白了 通透！终于把ModbusRTU弄明白了 这样看来，ModbusTCP协议太简单了 今天跟大家聊聊关于C#如何实现Modbus通信。
<h3>2、开源通信库</h3>

通信库是对通信协议的封装，一般是以dll动态链接库的形式存在，对于编程者来说，只需要调用库的各种方法即可实现数据读写。
通信库有两种，一种是开源的，即使开源，也要注意看下开源许可证，开源并不一定免费，另外一种就是自己开发封装的，这个需要具备一定的开发能力。
Modbus通信有很多开源通信库，这其中使用较为广泛的是NModbus4，NModbus4是一个开源且免费的Modbus通信库，它的开源许可证是MIT，是一个相对宽松的软件授权条款，可以商用。
<h3>3、ModbusRTU通信</h3>

1、在项目解决方案资源管理器中，选择【引用】右击，在弹出的界面中，点击【管理NuGet程序包】选项，如下图所示：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1719657/202410/1719657-20241012234633615-1198552012.webp">
 
2、在打开的选项卡中，选择【浏览】，然后输入NModbus4进行搜索，搜索到之后，选择最新稳定版2.1.0，点击【安装】即可：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1719657/202410/1719657-20241012234640700-1945035566.webp">
 
3、在NModbus4基础上封装一个打开串口和关闭串口的方法：<code></code>
<div class="cnblogs_code">
<pre>private SerialPort serialPort;
private ModbusSerialMaster master;
public void Open(string portName, int baudRate, Parity parity, int dataBits, StopBits stopBits)
{
if (this.serialPort != null && this.serialPort.IsOpen)
{
 this.serialPort.Close();
}
this.serialPort = new SerialPort(portName, baudRate, parity, dataBits, stopBits);
this.serialPort.Open();
this.master = ModbusSerialMaster.CreateRtu(this.serialPort);
this.master.Transport.WriteTimeout = 2000;
this.master.Transport.ReadTimeout = 2000;
this.master.Transport.WaitToRetryMilliseconds = 500;
this.master.Transport.Retries = 3;
}
public void Close()
{
if (this.serialPort != null && this.serialPort.IsOpen)
{
 this.serialPort.Close();
}
this.master = null;
}</pre>
</div>
4、在NModbus4基础上封装各种读写的方法，这里以读取保持型寄存器为例，其他方法都是类似的：
<div class="cnblogs_code">
<pre>public byte[] ReadHoldingRegisters(byte slaveId, ushort start, ushort length)
{
try
{
 ushort[] data = this.master.ReadHoldingRegisters(slaveId, start, length);
 List<byte> result = new List<byte>();
 foreach (var item in data)
 {
 result.AddRange(BitConverter.GetBytes(item).Reverse());
 }
 return result.ToArray();
}
catch (Exception ex)
{
 throw new Exception("【读取保持寄存器】失败：" + ex.Message);
}
}</pre>
</div>
<blockquote class="js_blockquote_wrap" data-type="2" data-url="" data-author-name="" data-content-utf8-length="55" data-source-title="">基于NModbus4实现ModbusRTU通信，不需要关注协议及报文，只需要对NModbus4库二次封装即可。</blockquote>
<h3>4、ModbusTCP通信</h3>
NModbus4不仅支持ModbusRTU通信，也同样支持ModbusTCP通信，ModbusTCP与ModbusRTU的封装过程非常类似，主要是存在以下两个不同点：
<ul class="list-paddingleft-1">
<li>
ModbusRTU是基于串口通信，因此主要使用的是SerialPort类，而ModbusTCP是基于以太网通信，主要使用的是TcpClient类。
</li>
<li>
ModbusRTU的读取和写入方法中都必须包含从站地址，而ModbusTCP可以把SlaveAddress作为一个可选项。
</li>
</ul>
ModbusTCP通信库封装过程如下：1、在NModbus4基础上封装一个TCP连接和断开的方法：
<div class="cnblogs_Highlighter">
<pre class="brush:csharp;gutter:true;">private TcpClient tcpClient;
private ModbusIpMaster master
public void Connect(string ip, int port)
{
tcpClient = new TcpClient();
tcpClient.Connect(IPAddress.Parse(ip), port);
this.master = ModbusIpMaster.CreateIp(this.tcpClient);
this.master.Transport.WriteTimeout = 2000;
this.master.Transport.ReadTimeout = 2000;
this.master.Transport.WaitToRetryMilliseconds = 500;
this.master.Transport.Retries = 3;
}
public void DisConnect()
{
if (this.tcpClient != null && this.tcpClient.Connected)
{
 this.tcpClient.Close();
}
this.master = null;
}</pre>
</div>
2、封装一个读取输出线圈的方法，其他读写方法都是类似的：
<div class="cnblogs_code">
<pre>public bool[] ReadOutputCoils(ushort start, ushort length, byte slaveAddress = 1)
{
try
{
 return this.master.ReadCoils(slaveAddress, start, length);
}
catch (Exception ex)
{
 throw new Exception("【读取输出线圈】失败：" + ex.Message);
}
}</pre>
</div>
<pre class="code-snippet__js" data-lang="cs"><code> </code></pre> 
来源：https://www.cnblogs.com/xbdedu/p/18461727

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