Modbus TCPIP基础知识-------------C#编写Modbus TCP客户端程序（二）

前面已经讲解了有关ModbusTCPIP协议的有关内容，相关链接：https://blog.youkuaiyun.com/sgmcumt/article/details/87435191
下面我们具体用一个C#的例程来说明一下ModbusTCP报文的数据组成和传输方法。
使用的调试工具是Modbus Slave和Modbus Poll。工具的使用可参照：https://blog.youkuaiyun.com/byxdaz/article/details/77979114

1 客户端概述

1.1 设置Modbus slave

我们使用Modbus slave作为服务器，Modbus slave的IP地址根据自己的电脑IP来确定，端口号默认为502。

1.2 客户端预览

客户端的设计界面如下图所示：

为了保证程序的完整性，下面是整个程序的代码

using System;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
using System.Windows.Forms;

namespace ModbusDemo
{
    public partial class FrmChildren : Form
    {
        private Socket tcpSocket = null;
        /// <summary>
        /// 是否已与服务器建立连接
        /// </summary>
        public bool Connected { get { return tcpSocket.Connected; } }
        public FrmChildren()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btnLink_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            IPAddress plcIPAddress = IPAddress.Parse(txtPLCIP.Text.ToString());
            int plcPort = int.Parse(txtPLCPort.Text.ToString());
            IPEndPoint pcIpport = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(txtPCIP.Text.ToString()), int.Parse(txtPCPort.Text.ToString()));
            tcpSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //tcpSocket.ServerConnectedAsync += TcpSocket_ServerConnected;
            if (!tcpSocket.Connected)
                // 开始异步连接操作
                tcpSocket.BeginConnect(plcIPAddress, plcPort, HandleTcpServerConnected, pcIpport);
        }
        /// <summary>
        /// 异步连接执行后处理程序
        /// </summary>
        /// <param name="ar"></param>
        private void HandleTcpServerConnected(IAsyncResult ar)
        {
            try
            {
                tcpSocket.EndConnect(ar);
                RaiseServerConnected();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                    // 错误信息写入日志
                
            }
        }
        private void RaiseServerConnected()
        {
            //如果连接成功，textbox背景色为蓝色，否则为红色
            if (Connected)
            {
                txtPCIP.Invoke(new Action(() =>
                {
                    txtPCIP.BackColor = Color.Blue;
                    txtPCPort.BackColor = Color.Blue;
                }));
            }
            else
            {
                txtPCIP.Invoke(new Action(() =>
                {
                    txtPCIP.BackColor = Color.Red;
                    txtPCPort.BackColor = Color.Red;
                }));
            }
        }
        private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            byte[] sendMessage = ConvertBytes(txtSendMessage.Text.ToString().Trim());
            tcpSocket.Send(sendMessage);
            byte[] reciveMessage = new byte[256];

            int receiveLength=Receive(ref reciveMessage, reciveMessage.Length);
            if (receiveLength != 0)
            {
                txtReceiveMessage.Text = ConvertString(reciveMessage);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 接收从PLC发回来的数据
        /// </summary>
        /// <param name="response">存放接收数据的数组</param>
        /// <param name="respLength">接收的长度</param>
        /// <returns></returns>
        private int Receive(ref Byte[] response, int respLength)
        {
            int await = 3;
            if (!this.Connected)
            {
                throw new Exception("Socket is not connected.");
            }
            //如果服务器（PLC）没有数据传送过来，等待300ms;
            while (this.tcpSocket.Available == 0 && await > 0)
            {
                await--;
                Thread.Sleep(100);
            }
            if (this.tcpSocket.Available == 0) return 0;                //等待300ms后仍没有数据，则退出
            int recvLength = this.tcpSocket.Receive(response, respLength, SocketFlags.None);
            return recvLength;
        }
        private byte[] ConvertBytes(string sourceStr)
        {
            string[] tmpSrt = sourceStr.Trim().Split(' ');
            
            byte[] destinationByte = new byte[tmpSrt.Count()];
            for (int i = 0; i < tmpSrt.Count(); i++)
            {
                destinationByte[i] = Convert.ToByte(Convert.ToInt32( tmpSrt[i],16));
            }
            return destinationByte;
        }
        private string ConvertString(byte[] sourceBytes)
        {
            string byteStr = string.Empty;
            for (int i = 0; i <sourceBytes.Length; i++)
            {
                byteStr += string.Format("{0:D2}", sourceBytes[i]) + " ";
            }
            return byteStr;
        }
    }
}

2 案例讲解

2.1 参数设置

Modbus slave连接成功后，选择setup–>slave definition，Function选择“03 Holding Register”，其它设置如图所示：

设置完成后，在主界面的MBslave1页面设置地址1到10的数值为1到10，格式为十六进制，如图所示：

2.2 读保持寄存器数据

我们的目的是请求读保持寄存器1-10的数据，根据上节1.1,1.2和3.3，可以很容易得出需要发送的byte[]数组：

01 01 00 00 00 06 FF 03 00 00 00 0A

接收的数据为：

01 01 00 00 00 23 255 03 20 00 01 00 02 00 03 00 04 00 05 00 06 00 07 00 08 00 09 00 10

注：接收的数据是十进制，所以FF为255。

程序界面如下图所示：

2.3 写单个保持寄存器数据

我们的目的是请求将十六进制 00 0A 写入寄存器2，根据上节1.1,1.2和3.6，可以很容易得出需要发送的byte[]数组：

02 01 00 00 00 06 FF 06 00 01 00 0A

接收的数据为：

02 01 00 00 00 06 255 06 00 01 00 10

程序界面如下图所示：

Mbslave1数据更改后的界面如下图所示：