黄凯鹏 发表于 2024-7-5 03:53:58

python如何用pymodbus库进行modbus tcp通信

使用pymodbus库进行modbus tcp通信

使用python解决工业通信问题是一个非常好的选择,python具有丰富的生态,可以轻松解决工业通信的各种问题。
本篇主要介绍使用pymodbus库进行modbus tcp仿真,实现pc端读取plc或工业设备modbus变量。
安装pymodbus:
pip install -U pymodbus
创建modbus tcp server

这里我们先创建一个虚拟的modbus设备,如果你手里有一个plc或者工业设备,可以直接跳过本节。

[*]modbus_server.py
'''
* @Author: liuzhao
* @Last Modified time: 2022-10-05 09:56:13
'''

from pymodbus.server.sync import (
    StartTcpServer,
)
from pymodbus.datastore import (
    ModbusSequentialDataBlock,
    ModbusServerContext,
    ModbusSlaveContext,
)
from pymodbus.version import version

datablock = ModbusSequentialDataBlock.create()
context = ModbusSlaveContext(
    di=datablock,
    co=datablock,
    hr=datablock,
    ir=datablock,
    )
single = True

# Build data storage
store = ModbusServerContext(slaves=context, single=single)


if __name__ == '__main__':

        address = ("0.0.0.0", 503)
        StartTcpServer(
          context=store,# Data storage
          address=address,# listen address
                  allow_reuse_address=True,# allow the reuse of an address
        )直接运行该脚本,就可以在本机的503端口创建一台modbus设备了,具体实现暂不深追,我们学习的重点是客户端对modbus变量的读写。

读写modbus变量


modbus变量类型以及地址

Object typeAccessSizeAddressCoilRead-write1 bit00001 – 09999Discrete inputRead-only1 bit10001 – 19999Input registerRead-only16 bits30001 – 39999Holding registerRead-write16 bits40001 – 49999coil是线圈,Discrete input是数字量输入,Input register是模拟量输入,Holding register是保持寄存器。一般地址范围是0-65535

读取常规变量

读写线圈 | 读取输入变量 | 读写保持寄存器
from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient
from pymodbus.bit_read_message import ReadCoilsResponse
from pymodbus.register_read_message import ReadInputRegistersResponse
from pymodbus.exceptions import ConnectionException      # 连接失败,用于异常处理

host = '127.0.0.1'
port = 503
client = ModbusTcpClient(host,port)


# 写入线圈
client.write_coil(1, True)
client.write_coil(2, False)
client.write_coil(3, True)

# 读取线圈    注意对于离散量的读取,第二个参数cout是有坑的,必须为8的倍数个
result:ReadCoilsResponse = client.read_coils(address=1,cout=8)   # 从地址1开始读,读取8个线圈,一次读8的倍数个线圈,不设置为8的倍数可能会出现问题
print(result.isError())

# 不建议使用
print(result.getBit(7))            # 这里的参数address不是plc里的地址,而是python列表的address,

print('read_coils ')

# 建议使用
print(result.bits)      # 打印读取结果,一共8位
# 读取其中的位
print(                  
    result.bits,
    result.bits,
    result.bits
    )         # 相当于result.getBit(0)


# 读取数字输入
result = client.read_discrete_inputs(address=10001,count=8)    # 从10001开始读,读取8位
print(result.bits)


# 读取模拟输入寄存器
input_register_result:ReadInputRegistersResponse = client.read_input_registers(1,count=8)
# print(f'is_error:{input_register_result.isError()}')
print('read_input_registers ')
print(input_register_result.registers)   
print(input_register_result.getRegister(0))   


# 读写保持寄存器
client.write_register(address=40001,value=100)
result:ReadInputRegistersResponse = client.read_holding_registers(address=40001,count=1)
print('read_holding_registers ')
print(result.registers)

# 关闭连接
client.close()
读取复杂变量

字符串、浮点数、负数等
这里需要注意modbus设备的存储结构是低位低字节还是低位高字节,也就是设备内存的字节、字的排列顺序。
根据不同的设备,对照下表调整正确的组合方式。
Word OrderByte orderWord1Word2BigBig0x12340x5678BigLittle0x34120x7856LittleBig0x56780x1234LittleLittle0x78560x3412# 复杂数据类型

from collections import OrderedDict
import logging

from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient as ModbusClient

from pymodbus.constants import Endian
from pymodbus.payload import BinaryPayloadBuilder, BinaryPayloadDecoder



ORDER_DICT = {"<": "LITTLE", ">": "BIG"}


def run_binary_payload_client(host:str,port:int):

    for word_endian, byte_endian in (
      (Endian.Big, Endian.Big),
      (Endian.Big, Endian.Little),
      (Endian.Little, Endian.Big),
      (Endian.Little, Endian.Little),
    ):
      print("-" * 60)
      print(f"Word Order: {ORDER_DICT}")
      print(f"Byte Order: {ORDER_DICT}")
      print()
   
      builder = BinaryPayloadBuilder(
            wordorder=word_endian,
            byteorder=byte_endian,
      )
               
                # 写入的变量
      my_string = "abcd-efgh123345765432"
      builder.add_string(my_string)
      builder.add_bits()
      builder.add_8bit_int(-0x12)
      builder.add_8bit_uint(0x12)
      builder.add_16bit_int(-0x5678)
      builder.add_16bit_uint(0x1234)
      builder.add_32bit_int(-0x1234)
      builder.add_32bit_uint(0x12345678)
      builder.add_16bit_float(12.34)
      builder.add_16bit_float(-12.34)
      builder.add_32bit_float(22.34)
      builder.add_32bit_float(-22.34)
      builder.add_64bit_int(-0xDEADBEEF)
      builder.add_64bit_uint(0x12345678DEADBEEF)
      builder.add_64bit_uint(0x12345678DEADBEEF)
      builder.add_64bit_float(123.45)
      builder.add_64bit_float(-123.45)
      registers = builder.to_registers()
      print("Writing Registers:")
      print(registers)
      print("\n")
      payload = builder.build()
      address = 40001          # 从40001开始写入
      # We can write registers
      client.write_registers(address, registers, unit=1)    # 写入
          
           # 读取复杂变量
      print("Reading Registers:")
      address = 40001

      count = len(payload)
      print(f"payload_len {count}")
      result = client.read_holding_registers(address, count, slave=1)
      print(result.registers)
      print("\n")
      decoder = BinaryPayloadDecoder.fromRegisters(
            result.registers, byteorder=byte_endian, wordorder=word_endian
      )
      # Make sure word/byte order is consistent between BinaryPayloadBuilder and BinaryPayloadDecoder
      assert (
            decoder._byteorder == builder._byteorder# pylint: disable=protected-access
      )# nosec
      assert (
            decoder._wordorder == builder._wordorder# pylint: disable=protected-access
      )# nosec

      decoded = OrderedDict(
            [
                ("string", decoder.decode_string(len(my_string))),
                ("bits", decoder.decode_bits()),
                ("8int", decoder.decode_8bit_int()),
                ("8uint", decoder.decode_8bit_uint()),
                ("16int", decoder.decode_16bit_int()),
                ("16uint", decoder.decode_16bit_uint()),
                ("32int", decoder.decode_32bit_int()),
                ("32uint", decoder.decode_32bit_uint()),
                ("16float", decoder.decode_16bit_float()),
                ("16float2", decoder.decode_16bit_float()),
                ("32float", decoder.decode_32bit_float()),
                ("32float2", decoder.decode_32bit_float()),
                ("64int", decoder.decode_64bit_int()),
                ("64uint", decoder.decode_64bit_uint()),
                ("ignore", decoder.skip_bytes(8)),
                ("64float", decoder.decode_64bit_float()),
                ("64float2", decoder.decode_64bit_float()),
            ]
      )
      print("Decoded Data")
      for name, value in iter(decoded.items()):
            print(
                "%s\t" % name,# pylint: disable=consider-using-f-string
                hex(value) if isinstance(value, int) else value,
            )
      print("\n")

        # 关闭连接
    client.close()


if __name__ == "__main__":
    run_binary_payload_client("127.0.0.1", 503)   
总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

来源:https://www.jb51.net/python/323478l1j.htm
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