C# NModbus4 TCP 主从站通信样例

实现效果

实现代码

主站

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using Modbus.Device;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using Modbus.Data;
using System.Threading;
using Modbus.Utility;

/*
 * 注释：
 * 当使用Modbus-TCP时，往往使用Slave作为服务端
 * 所以NModbus-TCP中主站使用的时Slave对象
 */
namespace NModBus4.Master
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private TcpListener listener;
        private ModbusSlave slave;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        /// 

        /// 启动
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                listener = new TcpListener(IPAddress.Parse(textBox1.Text), int.Parse(textBox2.Text));
                listener.Start();
                slave = ModbusTcpSlave.CreateTcp(1, listener);
                //创建寄存器存储对象
                slave.DataStore = DataStoreFactory.CreateDefaultDataStore();
                slave.DataStore.DataStoreWrittenTo += DataStore_DataStoreWrittenTo;
                slave.ModbusSlaveRequestReceived += Slave_ModbusSlaveRequestReceived;
                slave.WriteComplete += Slave_WriteComplete;
                slave.Listen();
                button1.Enabled = false;
            }
            catch (Exception)
            {

                throw;
            }

        }

        private void Slave_WriteComplete(object sender, ModbusSlaveRequestEventArgs e)
        {
            if (richTextBox1.InvokeRequired)
            {
                this.BeginInvoke(new Action(delegate
                {
                    richTextBox1.AppendText("[写入数据完成：]\r\n" + Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(e.Message) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                }));
            }
        }

        private void Slave_ModbusSlaveRequestReceived(object sender, ModbusSlaveRequestEventArgs e)
        {
            if (richTextBox1.InvokeRequired)
            {
                this.BeginInvoke(new Action(delegate
                {
                    richTextBox1.AppendText("[收到数据：]\r\n" + Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(e.Message) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                }));
            }
        }

        private void DataStore_DataStoreWrittenTo(object sender, DataStoreEventArgs e)
        {
            switch (e.ModbusDataType)
            {
                case ModbusDataType.Coil:   //code 5
                    ModbusDataCollection<bool> discretes = slave.DataStore.CoilDiscretes;
                    if (richTextBox1.InvokeRequired)
                    {
                        this.BeginInvoke(new Action(delegate
                        {
                            richTextBox1.AppendText("[ModbusDataType.Coil]\r\n" + Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(discretes) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                        }));
                    }
                    break;
                case ModbusDataType.HoldingRegister:   //code 15
                    ModbusDataCollection<ushort> holdingRegisters = slave.DataStore.HoldingRegisters;
                    if (richTextBox1.InvokeRequired)
                    {
                        this.BeginInvoke(new Action(delegate
                        {
                            richTextBox1.AppendText("[ModbusDataType.HoldingRegister]\r\n" + Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(holdingRegisters) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                        }));
                    }
                    break;

                default:
                    if (richTextBox1.InvokeRequired)
                    {
                        this.BeginInvoke(new Action(delegate
                        {
                            richTextBox1.AppendText($"[{e.ModbusDataType}]\r\n" + Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(e.Data) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                        }));
                    }
                    break;

            }
        }

        /// 

        /// 断开
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            slave.Dispose();
            button1.Enabled = true;
        }

        /// 

        /// 写数据
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //CoilDiscretes表示一个Bit，也就是一个bool类型
            slave.DataStore.CoilDiscretes[(int)cliAddress.Value] = cliValue.Value == 1 ? true : false;
            //HoldingRegisters表示一个无符号的16位整数（2的16次幂：0-65535）
            slave.DataStore.HoldingRegisters[(int)holAddress.Value] = (ushort)holValue.Value;
        }
    }
}

从站

using Modbus.Device;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using static System.Windows.Forms.AxHost;

namespace NModBus4.从站
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private TcpClient client;
        private ModbusIpMaster master;
        public CancellationTokenSource tokenSource= new CancellationTokenSource();  
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        /// 

        /// 连接
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            client = new TcpClient();
            client.Connect(IPAddress.Parse(textBox1.Text.Trim()),  int.Parse(textBox2.Text));
            master = ModbusIpMaster.CreateIp(client); 
        }
        /// 

        /// 断开连接
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            tokenSource.Cancel();
            master.Dispose();
        }
        /// 

        /// 写数据
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //CoilDiscretes表示一个Bit，也就是一个bool类型
            //master.WriteSingleCoil((ushort)cliAddress.Value ,cliValue.Value == 1 ? true : false);
            //HoldingRegisters表示一个无符号的16位整数（2的16次幂：0-65535）
            master.WriteSingleRegister((ushort)holAddress.Value,(ushort)holValue.Value);
        }
        /// 

        /// 开启线程轮询读数据
        /// 
        /// 
        /// 
        private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Task.Run(async () => {
                while (!tokenSource.IsCancellationRequested)
                {
                    bool[] coils = master.ReadCoils(1, 0, 9);
                    //ushort[] holding_register = master.ReadHoldingRegisters(1, 0, 9);

                    this.BeginInvoke(new Action(delegate
                    {
                        richTextBox1.AppendText(string.Join(",", coils)+ "\r\n ******** \r\n \r\n");
                        //richTextBox1.AppendText(string.Join(",", holding_register) + "\r\n ******** \r\n \r\n");
                    }));
                    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10));
                }
            });
        }
    }
}

Modbus 协议简介

Modbus通信协议具有多个变种，支持串口（主要是RS-485总线），以太网多个版本，其中最著名的是Modbus RTU，Modbus ASCII

和Modbus TCP三种。在工业现场一般都是采用Modbus RTU协议，一般大家说的基于串口通信的Modbus通信协议都是指Modbus RTU通信协议。

与Modbus RTU协议相比较，Modbus TCP协议则是在RTU协议上加一个MBAP报文头，并且由于TCP是基于可靠连接的服务，RTU协议中的

CRC校验码就不再需要，所以在Modbus TCP协议中是没有CRC校验码的，所以就常用一句比较通俗的话来说：Modbus TCP协议就是

Modbus RTU协议在前面加上五个0以及一个6，然后去掉两个CRC校验码字节就OK。虽然这句话说得不是特别准确，但是也基本上把RTU与TCP

之间的区别说得比较清楚了。

Modbus的功能码

功能码	含义
0x01	读线圈
0x02	读离散量输入
0x03	读保持寄存器
0x04	读输入寄存器
0x05	写单个线圈
0x06	写单个保持寄存器
0x0F	写多个线圈
0x10	写多个保持寄存器

读指令对比（0x04）

	MBAP报文头	地址码	功能码	寄存器地址	寄存器数量	CRC校验
Modbus RTU	无	01	04	00 00	00 16	71 C4
Modbus TCP	00 00 00 00 00 06 01		04	00 00	00 16	无

写指令对比(0x10)

	MBAP报文头	地址码	功能码	寄存器地址	寄存器数量	数据长度	正文	CRC校验
Modbus RTU	无	00	10	00 20	00 01	02	00 00	AC A0
Modbus TCP	00 00 00 00 00 09 00		10	00 20	00 01	02	00 00	无

Modbus TCP MBAP

Modbus TCP协议是在RTU协议前面添加MBAP报文头，由于TCP是基于可靠连接的服务，RTU协议中的CRC校验码就不再需要，所以在Modbus TCP协议中是没有CRC校验码。

MBAP报文头：

事务处理标识	协议标识	长度	单元标识符
2字节	2字节	2字节	1字节

事务处理标识	可以理解为报文的序列号，一般每次通信之后就要加1以区别不同的通信数据报文
协议标识符	00 00表示ModbusTCP协议
长度	表示接下来的数据长度，单位为字节
单元标识符	可以理解为设备地址

Modbus 主从站关系

Modbus主站和从站区别为：发出指令不同、唯一性不同、对接不同。

一、发出指令不同

1、Modbus主站：Modbus主站可以主动发出指令。

2、Modbus从站：Modbus从站不会主动发出指令。

二、唯一性不同

1、Modbus主站：Modbus主站具有唯一性。

2、Modbus从站：Modbus从站不具有唯一性，可以有多个。

三、对接不同

1、Modbus主站：Modbus主站可以对接多个Modbus从站。

2、Modbus从站：Modbus从站职能对接一个Modbus主站。

所以当使用Modbus/TCP时，主站一般作为客户端，从站一般作为服务端

NModbus4

• 在Nuget上能找到的最新包2.x版本，不支持.netcore

不在赘述关于NModbus4的使用了，有兴趣的看一下这个文章
https://blog.csdn.net/lzl640/article/details/106858263

demo下载

https://download.csdn.net/download/iml6yu/87060108

介绍NModbus的使用，适用于Core的环境

http://t.csdn.cn/uyzz3

https://github.com/NModbus4/NModbus4