使用pyModbusTCP实现Python中的Modbus通信

        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）

from pyModbusTCP.client import ModbusClient # Modbus TCP Client
import  time
from pyModbusTCP import utils 
import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt
# TCP auto connect on modbus request, close after it
ModbusBMS = ModbusClient(host="localhost", port=502, unit_id=1, auto_open=True, auto_close=False) 
#time.sleep(5)  
vaw=1
x = np.arange(0,1000,1,dtype=np.int16)
y=np.arange(-10,10,0.02,dtype=np.float32)

if __name__ == '__main__':
    while True:
        reg_l=ModbusBMS.read_input_registers(0,2)
        val=utils.word_list_to_long(reg_l)
        print(utils.decode_ieee(val[0],False))        
        y=np.append(y,utils.decode_ieee(val[0],False))
        y=np.delete(y, 0, axis=0)      
        plt.clf()
        plt.plot(x, y, ls="-", lw=2, label="plot figure")
        plt.legend()
        plt.show()
        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：

服务器端（Server）

 
import argparse
from pyModbusTCP.server import ModbusServer, DataBank
from pyModbusTCP import utils
from datetime import datetime

import numpy as np 
Fs = 8000
f = 50
x=0
coil_state=True 
class MyDataBank(DataBank):
    """A custom ModbusServerDataBank for override get_holding_registers method."""

    def __init__(self):
        # turn off allocation of memory for standard modbus object types
        # only "holding registers" space will be replaced by dynamic build values.
        super().__init__(virtual_mode=True)
    def get_coils(self, address, number=1, srv_info=None):
        global coil_state
        coil_state=not coil_state
        return coil_state
            
    def get_holding_registers(self, address, number=1, srv_info=None):
        """Get virtual holding registers."""
        # populate virtual registers dict with current datetime values
        now = datetime.now()
        return now.second
       
    def get_input_registers(self, address, number=1, srv_info=None):
        global x
        wave=np.sin(2 * np.pi * f * x / Fs)*10
        x=x+1
        b32_l=[utils.encode_ieee(wave,False)]
        b16_l = utils.long_list_to_word(b32_l)
        print(b16_l)              
        return  b16_l
 
if __name__ == '__main__':
    # parse args
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument('-H', '--host', type=str, default='localhost', help='Host (default: localhost)')
    parser.add_argument('-p', '--port', type=int, default=502, help='TCP port (default: 502)')
    args = parser.parse_args()
    # init modbus server and start it
    server = ModbusServer(host=args.host, port=args.port, data_bank=MyDataBank())
    server.start()

 上面的程序都经过测试。