Modbus Slave和Modbus Poll的使用说明

1 软件说明

1. Modbus Poll：是Witte Software公司开发的的Modbus主机仿真器，用于测试和调试Modbus从设备。软件支持ModbusRTU、ASCII、TCP/IP协议。支持多设备监控，可以同时监视多个从设备/数据域。
2. Modbus Slave：Modbus从设备仿真器，主要用来模拟Modbus从站设备,接收主站的命令包,回送数据包。帮助Modbus通讯设备开发人员进行Modbus通讯协议的模拟和测试，用于模拟、测试、调试Modbus通讯设备。

2 本例目标

1. 下文中整个测试例子的目标是：在本机电脑上，让slave Id为2，端口为502的Modbus Slave和Poll实现功能码为0x03的Modbus TCP/IP连接。此外，连接检测地址从3开始的100个寄存器。

3 Modbus Poll配置步骤

1. 打开软件后的主界面如下图，红字No connection表示此时没有连接任何从设备。其中，Tx表示发送帧数，Err表示错误帧，ID表示从站的ID号，F表示功能码，SR表示轮询周期，右下角的[127.0.0.1]:502显示IP地址和端口号
   

2. 点击导航栏里Connection->connect可以设置连接的一些参数，本次例子为Modbus TCP/IP。所以Connection选择Modbus TCP/IP，端口与从站一致设为502。还可以下载Virtual Serial Port Driver Pro软件去模拟串口连接。
   

3. 设置成功后，点击OK按钮。但还需要进行Modbus TCP/IP连接协议配置。导航栏Setup->Read/Write Definition。根据目标要求，把Slave Id改为2，Function选择03，Address设3，Quantity数量设100。其余属性保持默认。配置好后点击按钮OK。
   

4 Modbus Slave配置步骤

1. 打开软件后，主界面如下图。其中，ID即从站ID，F为功能码。红字No connection表示此时未与任何设备连接。右下角[Any IP Address]：502显示ip地址和端口。
   

2. 导航栏Connection->connect，Connection选择Modbus TCP/IP，端口设为502，其余保持默认。配置好，点击按钮ok。
   

3. 导航栏Setup->Slave Definition。Slave ID即从站地址配为2，Function选择0x03，Address保持默认0，Quantity改为103。因为poll里的address和quantity表示，从address开始读quantity个寄存器值。而slave表示从Address开始共有quantity个寄存器。那么只要slave里有poll要读的寄存器即可，所以slave可以多设寄存器数量但不是不能少配置。
   

5 各种测试

5.1 正常显示

1. 按照上述配置后，两个软件能够实现连接，下面是它们的主界面图：
   图1. Modbus Poll

图2. Modbus Slave

2. 查看二者之间的报文，都是导航栏Display->communication。如下图所示，Tx表示发送报文，即poll发出的；Rx为响应报文，即slave响应回来的。而Exit表示退出，弹窗关闭；Stop停止报文，显示框内停止报文记录；Clear清空，显示框清空；Log可以把报文保存在本机上，存为txt文件。
   
3. 因为0x03功能码是读寄存器，所以当slave寄存器里值变化时，poll读到的值也会变化。如下图所示。但是改slave寄存器1的数值时，poll没有变化。因为poll没有address为3之前的寄存器。
   

5.2 Slave Id不一致

1. 如果从站ID为2，但是poll没有改，无法成功连接，报Timeout Error。
   
2. 打开poll日志发现只有发送报文，没有响应报文。因为Slave ID不一致，slave和poll没有成功连接。
   

5.3 Quantity不够

1. 把slave设置的quantity改为100，即address为0，quantity为100，共100个寄存器。但是不满足poll读的要求。poll界面显示如下，报Illegal Data Address非法数据地址。
   
2. 打开poll的日志，有发送报文和响应报文，但是响应报文为异常的。可以与正常时作比较。
   

5.4 测试IP Address

1. 准备两台不同的电脑，即主机，一台运行slave，一台运行poll，让二者连接成功。
2. 步骤如下：
   • 在主机A上运行Modbus poll，点击Connection->Connection；跳出配置弹窗。在弹窗，选择modbus tcp/IP，填写主机B的IP地址，其它配置默认，点击“OK”。
   • 在主机B上运行modbus slave，操作同步骤上，同样选择modbus tcp/IP，先去掉“Any address”，ip根据实际从机设备的IP设置，再勾上“Any address”。点击OK。即可成功建立连接。
     

图3. Modbus Poll的设置

6 总结

1. 上述内容是常用的连接介绍，软件导航栏的其余选项可自行探索；
2. poll和slave不一定要同时使用，这两个软件是进行模拟主从设备的。当有实际的主平台时，可以只有slave模拟从设备，从而检测主平台性能；当有实际从设备时，也可以只有poll模拟主平台。

7 补充

1. 2023-07-28，补充关于Modbus Slave的**故障模拟（Error Simulation）**功能。
2. 此功能在”setUp->slave definition…“的弹窗里。下面是针对几种模拟的具体分析。
   

7.1 Skip response

1. Skip response：跳过响应。就是poll（主机）在发多帧报文的时候，slave有一帧不回。主机具体发多少帧会有一帧不回，没有进行统计分析，读者可自行实验。配置如下，可设500ms的响应延迟，这样能更清楚看到效果。
   
2. 当slave跳过响应时，poll会显示红字提示Timeout Error，且Err计数加一。在本实例中，由39变成40。
   
3. 在communication（Display->communication）中，可以借助Stop on Error功能来更好的分析报文情况。
   
4. 此外，还可以勾选Time stamp（时间戳）显示每帧报文的具体时间。红线上对应，时、分、秒，即10时50分40秒。
   

7.2 Insert CRC/LRC error

1. Insert CRC/LRC error：插入CRC/LRC错误。就是poll（主机）在发多帧报文的时候，slave这边会有一帧返回错误CRC/LRC校验。具体频率，请自行分析。
   
2. 此外要特别注意Not when using TCP/IP，该功能不适用于Modbus TCP/IP，因为该协议没有CRC/LRC校验。Modbus的串口通信才有校验，可以使用Virtual Serial Port Driver软件模拟串口。
   

7.3 Return exception 06. Busy

1. Return exception 06. Busy：返回设备繁忙状态，即异常码06。此部分内容可移步Modbus TCP/IP之异常响应。