python 实现Modebus 通信（pyModbusTCP ）

        尽管python 并不适合实时控制，但是它编写程序实在是太方便了。至少在程序快速成型和验证过程中可以使用Python 来实现，另一方面，Python 强大的数值计算和图形显示能力也能够实现modbus 设备的远程监控，数据采集，甚至AI 训练。Python 在算法开法，仿真等场景是高效率的编程工具。

   这里我们介绍Python 实现ModbusTCP的例子：

客户端（Client）

2. from pyModbusTCP.client import ModbusClient # Modbus TCP Client
3. import time
4. from pyModbusTCP import utils
5. import numpy as np
6. import matplotlib.pyplot as plt
7. # TCP auto connect on modbus request, close after it
8. ModbusBMS = ModbusClient(host="localhost", port=502, unit_id=1, auto_open=True, auto_close=False)
9. #time.sleep(5)
10. vaw=1
11. x = np.arange(0,1000,1,dtype=np.int16)
12. y=np.arange(-10,10,0.02,dtype=np.float32)
14. if __name__ == '__main__':
15. while True:
16. reg_l=ModbusBMS.read_input_registers(0,2)
17. val=utils.word_list_to_long(reg_l)
18. print(utils.decode_ieee(val[0],False))
19. y=np.append(y,utils.decode_ieee(val[0],False))
20. y=np.delete(y, 0, axis=0)
21. plt.clf()
22. plt.plot(x, y, ls="-", lw=2, label="plot figure")
23. plt.legend()
24. plt.show()
25. plt.pause(0.01)

         注意的是 auto_open和auto_close两个标记，它指明每次请求modbusTCP 时是否会自动打开和关闭TCP/IP 连接。如果auto_close=True 表示每次都会自动关闭连接，经测试，它会引起2秒中的延时。

上述例子中使用plt 显示实时数据，在这里是一sin 曲线。是np.append 和np.delete 维持一个实时数据队列。

ModbusBMS具有下列几种读取modbus 的方法：

• ModbusBMS.read_holding_registers
• ModbusBMS.read_input_registers
• ModbusBMS.read_coils
•  ModbusBMS.read_discrete_inputs
• ModbusBMS.write_single_register
• ModbusBMS.write_single_coil
• ModbusBMS.write_multiple_registers
• ModbusBMS.write_multiple_coils

服务器端（Server）

2. import argparse
3. from pyModbusTCP.server import ModbusServer, DataBank
4. from pyModbusTCP import utils
5. from datetime import datetime
7. import numpy as np
8. Fs = 8000
9. f = 50
10. x=0
11. coil_state=True
12. class MyDataBank(DataBank):
13. """A custom ModbusServerDataBank for override get_holding_registers method."""
15. def __init__(self):
16. # turn off allocation of memory for standard modbus object types
17. # only "holding registers" space will be replaced by dynamic build values.
18. super().__init__(virtual_mode=True)
19. def get_coils(self, address, number=1, srv_info=None):
20. global coil_state
21. coil_state=not coil_state
22. return coil_state
24. def get_holding_registers(self, address, number=1, srv_info=None):
25. """Get virtual holding registers."""
26. # populate virtual registers dict with current datetime values
27. now = datetime.now()
28. return now.second
30. def get_input_registers(self, address, number=1, srv_info=None):
31. global x
32. wave=np.sin(2 * np.pi * f * x / Fs)*10
33. x=x+1
34. b32_l=[utils.encode_ieee(wave,False)]
35. b16_l = utils.long_list_to_word(b32_l)
36. print(b16_l)
37. return b16_l
39. if __name__ == '__main__':
40. # parse args
41. parser = argparse.ArgumentParser()
42. parser.add_argument('-H', '--host', type=str, default='localhost', help='Host (default: localhost)')
43. parser.add_argument('-p', '--port', type=int, default=502, help='TCP port (default: 502)')
44. args = parser.parse_args()
45. # init modbus server and start it
46. server = ModbusServer(host=args.host, port=args.port, data_bank=MyDataBank())
47. server.start()

 上面的程序都经过测试。