五大通信库：Modbus （***）_easymodbus

关于ModbusTCP通信的内容。

五大通信库：Modbus

前记

本文主要以C#作为编程语言，结合目前市场上常用的5种通信库，分别与台达DVP-32 PLC进行通信研究，并对研究的结论进行分享。

通信库简介

一、EasyModbus

简介：EasyModbus支持Modbus TCP, Modbus UDP and Modbus RTU，开源协议为MIT。

二、SharpModbus

简介：SharpModbus是一个开源的Modbus工具，支持ModbusTCP与ModbusRTU，开源协议为MIT。

三、NModbus4

简介：NModbus4是一个开源的Modbus通信库，开源协议为MIT。

四、HslCommunication

简介：HslCommunication是一个商业通信库，涵盖各种不同设备的通信。

五、xktComm

简介：xktComm是一个商业通信库，涵盖西门子、欧姆龙、三菱、基恩士等PLC，也支持Modbus及OPC通信。

通信库开发

• 针对各种库创建了一个枚举类型:

    public enum ModbusLib
    {
        EasyModbus,
        SharpModbus,
        NModbus4,
        hslCommunication,
        xktComm
    }
 

• 针对每个库创建一个通信对象:

        //创建对象
        
        //EasyModbus
        private ModbusClient easyModbus = new ModbusClient();
 
        //SharpModbus
        private ModbusMaster sharpModbus;
 
        //NModbus4
        private ModbusIpMaster nModbus;
 
        //HslCommunication
        private ModbusTcpNet hsl;
 
        //xktComm
        private ModbusTcp xktModbus = new ModbusTcp();
 

• 针对各个库实现连接方法：

        private bool Connect(ModbusLib modbusLib)
        {
            try
            {
                switch (modbusLib)
                {
                    case ModbusLib.EasyModbus:
                        easyModbus.Connect(ipAddress, port);
                        break;
                    case ModbusLib.SharpModbus:
                        sharpModbus = ModbusMaster.TCP(ipAddress, port);
                        break;
                    case ModbusLib.NModbus4:
                        TcpClient tcpClient = new TcpClient();
                        tcpClient.Connect(ipAddress, port);
                        nModbus = ModbusIpMaster.CreateIp(tcpClient);
                        break;
                    case ModbusLib.hslCommunication:
                        hsl = new ModbusTcpNet(ipAddress, port);
                        return hsl.ConnectServer().IsSuccess;
                    case ModbusLib.xktComm:
                        return xktModbus.Connect(ipAddress, port);
                    default:
                        break;
                }
            }
            catch (Exception)
            {
                return false;
            }
            return true;
        }

• 针对各个库实现断开连接方法

        private void DisConnect(ModbusLib modbusLib)
        {
            switch (modbusLib)
            {
                case ModbusLib.EasyModbus:
                    easyModbus.Disconnect();
                    break;
                case ModbusLib.SharpModbus:
                    sharpModbus.Dispose();
                    break;
                case ModbusLib.NModbus4:
                    nModbus.Dispose();
                    break;
                case ModbusLib.hslCommunication:
                    hsl.ConnectClose();
                    break;
                case ModbusLib.xktComm:
                    xktModbus.DisConnect();
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

• 针对各个库实现一个读取变量的方法：

        public bool ReadSingleReg(ModbusLib modbusLib)
        {
            try
            {
                switch (modbusLib)
                {
                    case ModbusLib.EasyModbus:
                        return easyModbus.ReadHoldingRegisters(0, 1).Length == 1;
                    case ModbusLib.SharpModbus:
                        return sharpModbus.ReadHoldingRegisters(1, 0, 1).Length == 1;
                    case ModbusLib.NModbus4:
                        return nModbus.ReadHoldingRegisters(0, 1).Length == 1;
                    case ModbusLib.hslCommunication:
                        return hsl.ReadInt16("0").IsSuccess;
                    case ModbusLib.xktComm:
                        return xktModbus.ReadKeepReg(0, 1).Length == 2;
                    default:
                        return false;
                }
            }
            catch (Exception)
            {
                return false;
            }
        }

通信功能开发

• 由于每个库实现的功能都一样，所以开发了一个控件，将相关接口预留出来，后续直接调用即可。

• 控件提供了启动（Start）、停止（Stop）事件，提供了Modbus库类型，可以选择设置，也可以通过属性对通信结果和耗时时间进行赋值。
• 使用也非常简单，直接拖到界面上，设置好库类型，绑定上Start和Stop事件即可。
• 测试的核心代码如下：

        private void modbusCtl1_Start(object sender, EventArgs e)
        {
            if (sender is ModbusCtl control)
            {
                ModbusLib modbusLib = control.ModbusType;
                if (Connect(modbusLib))
                {
                    cts = new CancellationTokenSource();
                    stopwatch.Restart();
                    int successCount = 0;//成功次数
                    int totalCount = 0;//总次数
                    Task.Run(() =>
                    {
                        while (!cts.IsCancellationRequested)
                        {
                            if (ReadSingleReg(modbusLib))
                            {
                                successCount++;
                            }
                            totalCount++;
                            if (successCount != 0 && totalCount != 0)
                            {
                                control.Result = successCount.ToString() + "/" + totalCount.ToString();
                                control.CommRate = stopwatch.ElapsedMilliseconds / successCount;
                            }
                        }
                    }, cts.Token);
                    cts.Token.Register(() =>
                    {
                        stopwatch.Stop();
                        Thread.Sleep(100);
                        DisConnect(modbusLib);
                    });
                }
            }
        }

• 台达PLC测试结果如下：

• ModbusSlave测试结果如下：

• 西门子1200PLC测试结果如下：

• 西门子1500PLC测试结果如下：

通过以上测试发现，ModbusTCP通信周期与ModbusTCP服务器（PLC硬件）紧密关联，甚至可以达到毫秒级。

可能有的小伙伴会感到疑惑，为什么SharpModbus连接台达PLC那么慢，连接其他PLC都正常呢？

发布于 2021-05-06 10:27