python pymodbus库使用教程(以Modbus RTU为例)

文档:

https://pymodbus.readthedocs.io/en/latest/

源码:

https://github.com/riptideio/pymodbus/

文章目录

  • Python PyModbus库使用教程:以Modbus RTU为例
    • 介绍
    • 安装PyModbus
    • 配置串行连接
      • 导入必要的模块
      • 创建Modbus客户端实例
    • 建立连接
      • 连接到Modbus设备
    • 读取数据
      • 读取寄存器
    • 写入数据
      • 写入单个寄存器
      • 写入多个寄存器
    • 处理异常
    • 断开连接
    • 高级主题
      • 异步客户端(使用Twisted或Asyncio框架)
      • 自定义消息
      • 日志记录
    • 实例
      • 1. 使用RS485 modbus协议读取温度湿度传感器数据

Python PyModbus库使用教程:以Modbus RTU为例

介绍

Modbus是一种工业领域广泛使用的通信协议,而PyModbus是一个在Python中实现Modbus通信的库。它支持多种Modbus模式,包括RTU(通过串行线路),ASCII和TCP/IP。本教程将重点介绍如何使用PyModbus库进行Modbus RTU通信。

安装PyModbus

在开始编写代码之前,需要确保已经安装了PyModbus库。可以使用pip命令轻松地安装:

pip install pymodbus

配置串行连接

导入必要的模块

首先,需要从pymodbus库中导入必要的模块:

from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient

不知道是不是改版了,我用上面导入报错,用下面的可以:

from pymodbus.client import ModbusSerialClient as ModbusClient

创建Modbus客户端实例

接下来,创建一个ModbusClient实例,用于建立与Modbus设备的RTU通信:

client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600)

在这里,method参数设置为'rtu'以指定通信协议,port参数根据实际连接的串行端口进行设置(例如Linux系统中可能是'/dev/ttyUSB0',Windows中可能是'COM3'),baudrate参数设置传输速率,这些参数应与设备文档或配置相匹配。

建立连接

连接到Modbus设备

在配置好客户端实例后,尝试连接到Modbus设备:

if client.connect():print("Modbus RTU Client Connected")
else:print("Failed to connect to Modbus RTU Client")

读取数据

读取寄存器

Modbus协议定义了几种类型的寄存器,最常见的是保持寄存器和输入寄存器。以下示例展示了如何读取保持寄存器:

response = client.read_holding_registers(address=1, count=10, unit=1)
if not response.isError():print("Register Values: ", response.registers)
else:print("Failed to read registers")

在这个例子中,read_holding_registers方法用于读取地址为1的起始位置、数量为10的连续寄存器。unit参数表示从哪个单元(即设备ID)读取数据。

注意:pymodbus某个版本已将unit字段改为slave。使用时即使写错也不会报错,注意查看你的pymodbus文档。

写入数据

写入单个寄存器

要向设备的单个寄存器写入数据,可以使用以下代码:

write_response = client.write_register(address=1, value=25, unit=1)
if not write_response.isError():print("Written successfully")
else:print("Failed to write register")

这里使用了write_register方法,它接受地址、要写入的值以及目标设备的单元ID。

写入多个寄存器

如果要写入多个寄存器,可以使用write_registers方法:

values = [20, 40, 60, 80, 100]
write_response = client.write_registers(address=1, values=values, unit=1)
if not write_response.isError():print("Multiple registers written successfully")
else:print("Failed to write multiple registers")

这里values列表包含了要写入寄存器的值序列。

处理异常

处理Modbus通信过程中可能出现的异常非常重要,可以使用try-except语句捕获这些异常:

from pymodbus.exceptions import ModbusExceptiontry:# 尝试执行Modbus操作response = client.read_holding_registers(address=1, count=10, unit=1)
except ModbusException as ex:print("An error occurred:", str(ex))

断开连接

在完成所有Modbus通信后,应该关闭与设备的连接:

client.close()
print("Modbus RTU Client Connection Closed")

调用close()方法将关闭串行端口,并释放相关资源。

高级主题

异步客户端(使用Twisted或Asyncio框架)

除了同步客户端,PyModbus还提供了异步客户端选项,可以使用Twisted或Asyncio框架。异步客户端允许程序在等待响应时执行其他任务,对于需要同时处理多个Modbus请求的应用非常有用。

自定义消息

有时候,标准的Modbus函数不足以满足特定的需求。PyModbus允许创建自定义消息和事务处理器,使得可以扩展协议以适应特殊用例。

日志记录

调试和监控Modbus通信过程中,日志记录功能至关重要。PyModbus提供了详细的日志记录机制,可以帮助分析问题所在。

实例

1. 使用RS485 modbus协议读取温度湿度传感器数据

# 请先安装 pymodbus 和 pyserial
# pip install pymodbus
# pip install pyserial# from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient   # 报错,说找不到 sync
from pymodbus.client import ModbusSerialClient as ModbusClient
from pymodbus.exceptions import ModbusException, ConnectionException
import logging# 配置日志记录
logging.basicConfig()
log = logging.getLogger()
log.setLevel(logging.DEBUG)# 初始化Modbus串行客户端
# client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, timeout=3)    # [Errno 2] could not open port /dev/ttyUSB0: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/ttyUSB0'
# client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyTHS1', baudrate=9600, timeout=3)
# ttyTHS4 ttyS0 ttyS1 ttyS2 ttyS4
# client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyTHS1', baudrate=9600, timeout=3)
# client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyTHS0', baudrate=9600, timeout=3, stopbits=1, bytesize=8, parity='N')
client = ModbusClient(port='/dev/ttyTHS0', baudrate=9600, timeout=3,stopbits=1, bytesize=8, parity='N')    # 看文档,method='rtu'貌似没用def read_temperature_and_humidity(client):try:# 读取寄存器地址0和1上的4个字节(两个寄存器)# result = client.read_input_registers(address=0, count=3, unit=1)  # 这个错了,这是读取输入寄存器的)0x04# result = client.read_holding_registers(address=0, count=3, unit=1)  # 这个才是读取输入寄存器的0x03  # unit参数错了,当前pymodbus版本没有这个参数,搞乌龙了,要不是用filelocator搜索函数用法,还真不知道- -result = client.read_holding_registers(address=0, count=2, slave=1)  # 读取输入寄存器的0x03 # 读两个寄存器就ok,卖家说第三个寄存器是预留的,不用读if result.isError():# 处理错误print("读取错误:", result)return None, None# 将读取到的结果转换为温度和湿度registers = result.registerstemperature_reg = registers[0]humidity_reg = registers[1]# 检查是否有探头错误if temperature_reg == 0x8000 or humidity_reg == 0x8000:print("探头错误")return None, None# 计算实际的温度和湿度值temperature = temperature_reg * 0.1humidity = humidity_reg * 0.1# 格式化温度和湿度值,保留一位小数temperature = round(temperature, 1)humidity = round(humidity, 1)return temperature, humidityexcept ModbusException as e:print("Modbus异常:", e)return None, Noneexcept Exception as e:# 捕获除ModbusException之外的所有异常print(f"An error occurred: {e}")return None, Nonedef main():try:if client.connect():  # 尝试连接到Modbus服务器/设备temperature, humidity = read_temperature_and_humidity(client)if temperature is not None and humidity is not None:print(f"温度: {temperature}°C, 湿度: {humidity}%RH")client.close()  # 关闭连接else:print("无法连接到Modbus设备")except ConnectionException as e:print("连接异常:", e)if __name__ == "__main__":main()

运行结果:

在这里插入图片描述

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