如何避免 Modbus TCP 连接因长时间无请求而断开？

如何避免 Modbus TCP 连接因长时间无请求而断开？

在使用 Modbus TCP 进行工业通信时，一个常见的问题是：如果主站（客户端）长时间没有发送请求包，连接是否会断开？答案是：可能会断开。这种断开通常是由于 TCP Keepalive 机制、从站（服务器）超时设置或网络设备的连接超时引起的。本文将详细探讨这一问题，并提供解决方案，帮助你避免连接断开。

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1. 为什么连接会断开？

Modbus TCP 从站（服务器）可能会设置一个超时时间。如果在这个时间内没有收到任何请求，从站会主动关闭连接。这种设计是为了释放资源，避免无效连接占用系统资源。

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2. 如何避免连接断开？

2.1 定期发送请求

即使没有实际需求，也可以定期发送一些简单的请求（如读取一个寄存器）来保持连接活跃。例如，每隔 10 秒发送一次请求：

while (1) {
    int rc = modbus_read_registers(ctx, 0, 1, tab_reg);
    if (rc == -1) {
        fprintf(stderr, "Failed to read registers: %s\n", modbus_strerror(errno));
        // 尝试重新连接
        modbus_close(ctx);
        ctx = modbus_new_tcp("192.168.1.1", 502);
        if (modbus_connect(ctx) == -1) {
            fprintf(stderr, "Reconnection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));
            break;
        }
    } else {
        printf("Register value: %d\n", tab_reg[0]);
    }
    sleep(10);  // 每隔 10 秒发送一次请求
}

2.2 设置合理的超时时间

根据网络环境和从站的配置，设置合适的超时时间。libmodbus 提供了设置超时的 API：

struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = 5;  // 5 秒超时
timeout.tv_usec = 0;

modbus_set_response_timeout(ctx, &timeout);  // 设置响应超时
modbus_set_byte_timeout(ctx, &timeout);      // 设置字节超时

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3. 连接断开后的处理

如果连接因为超时或其他原因断开，libmodbus 不会自动重连。你需要在代码中检测连接状态，并在断开后重新连接。以下是一个简单的重连示例：

if (modbus_connect(ctx) == -1) {
    fprintf(stderr, "Connection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));
    modbus_close(ctx);
    modbus_free(ctx);

    // 尝试重新连接
    ctx = modbus_new_tcp("192.168.1.1", 502);
    if (modbus_connect(ctx) == -1) {
        fprintf(stderr, "Reconnection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));
        return -1;
    }
}

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4. 总结

在 Modbus TCP 通信中，长时间没有发送请求包可能导致连接断开。为了避免这种情况，可以采取以下措施：

1. 定期发送请求：即使没有实际需求，也可以定期发送简单的请求来保持连接活跃。
2. 设置合理的超时时间：根据网络环境和从站的配置，设置合适的超时时间。
3. 检测连接状态并重连：如果连接断开，需要在代码中检测并重新连接。

通过以上方法，你可以有效避免 Modbus TCP 连接因长时间无请求而断开，确保通信的稳定性和可靠性。

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希望这篇文章对你有所帮助！如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论。