PLC寄存器写入验证工具

PLC寄存器写入验证工具

概述

PLC寄存器写入验证工具是一个基于PyQt5和modbus_tk库开发的图形界面应用程序，用于通过Modbus TCP协议与PLC设备进行通信，实现对PLC寄存器的写入操作及结果验证。

该工具提供了简洁直观的用户界面，支持连接到PLC设备、写入数据到指定寄存器，并自动验证写入结果，适用于工业自动化领域的设备调试和数据验证工作。

功能特点

• 通过Modbus TCP协议与PLC设备建立连接
• 支持指定寄存器地址和写入值
• 写入数据后自动读取验证，确保数据正确写入
• 所有网络操作在后台线程执行，避免UI界面卡顿
• 实时显示连接状态和操作结果
• 友好的错误提示和状态反馈

依赖环境

运行本工具需要以下依赖库：

• Python 3.x
• PyQt5：用于构建图形用户界面
• modbus_tk：用于实现Modbus通信功能

可通过以下命令安装所需依赖：

pip install PyQt5 modbus-tk

使用方法

1. 连接PLC设备

1. 在"PLC IP地址"输入框中填写目标PLC的IP地址（默认值：192.168.1.1）
2. 在"端口"输入框中填写Modbus端口号（默认值：502，通常无需修改）
3. 点击"连接"按钮建立与PLC的连接
4. 连接成功后，状态会显示"成功连接到[IP地址:端口]"，“连接"按钮变为"断开”

2. 写入数据到寄存器

1. 确保已成功连接到PLC
2. 在"寄存器地址"输入框中填写目标寄存器的地址（整数）
3. 在"写入值"输入框中填写要写入的值（整数）
4. 点击"写入数据"按钮执行写入操作
5. 系统会自动完成写入并验证结果，操作结果会通过弹窗和状态标签显示

3. 断开连接

• 点击"断开"按钮可断开与PLC的连接
• 关闭应用程序时会自动断开连接

代码结构说明

主要类和功能

1. Communicate类：继承自QObject，用于在非UI线程和UI线程之间传递信号，避免线程安全问题

2. PLCModbusWriter类：主窗口类，继承自QMainWindow，包含以下核心方法：

   • __init__()：初始化窗口界面和变量
   • toggle_connection()：切换连接状态（连接/断开）
   • connect_to_plc()：建立与PLC的连接（在后台线程执行）
   • disconnect_from_plc()：断开与PLC的连接
   • write_data()：处理写入数据的用户请求
   • _write_data_thread()：实际执行写入和验证操作（在后台线程执行）
   • show_message()：显示消息提示并更新状态标签
   • update_ui_after_connection()：根据连接状态更新UI元素
   • closeEvent()：窗口关闭时确保断开连接

线程处理

为避免网络操作导致UI界面卡顿，所有Modbus通信操作（连接、写入、读取）均在独立线程中执行：

• 连接操作通过threading.Thread在后台执行
• 写入和验证操作同样在单独线程中执行
• 使用信号槽机制（Communicate类）在后台线程和UI线程之间传递消息

注意事项

1. 确保PLC设备已正确配置Modbus TCP服务器功能
2. 确保PLC的IP地址和端口号输入正确，且与工具在同一网络中
3. 寄存器地址和写入值必须为整数，否则会收到错误提示
4. 操作超时时间设置为5秒，若网络环境较差可适当调整
5. 连接状态会实时显示在窗口底部的状态标签中

错误处理

程序会捕获并显示以下常见错误：

• 无效的IP地址或端口号
• 无法连接到PLC设备（网络问题或设备未响应）
• 无效的寄存器地址或写入值
• 写入操作失败（权限问题或设备限制）
• 读取验证失败

所有错误信息都会通过弹窗和状态标签显示，便于问题诊断和排查。

import sys
import threading
import warnings

# 忽略特定警告
warnings.filterwarnings("ignore", message="sipPyTypeDict() is deprecated")

from PyQt5.QtWidgets import (QApplication, QMainWindow, QWidget, QVBoxLayout,
                             QHBoxLayout, QLabel, QLineEdit, QPushButton, QMessageBox)
from PyQt5.QtCore import Qt, pyqtSignal, QObject
import modbus_tk
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_tcp


# 用于在非UI线程中发送信号到UI线程
class Communicate(QObject):
    signal = pyqtSignal(str)


class PLCModbusWriter(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        # 初始化变量
        self.master = None
        self.is_connected = False
        self.com = Communicate()
        self.com.signal.connect(self.show_message)

        # 设置窗口
        self.