工具使用Modbus Slave软件使用详解

Posted 2023-03-30 知识噬元兽

软件介绍 

         Modbus Slave是一个模拟Modbus协议从机的上位机软件，主要用于模拟测试跟其他主机设备通信的过程。与之成套存在的另一个软件--Modbus Poll，则是模拟Modbus协议主机的上位机软件。该软件内部封装标准Modbus协议栈，通过图形化界面使得操作更为简便。目前软件支持01、02、03、04、05、06、15、16功能码，原始报文查看，数据记录等功能，是调试Modbus协议栈的好帮手。

        本文用于演示的软件版本是6.1.3，更高版本会有更多、更完善的功能，但基础功能大同小异。另外文章只谈及工具的使用，对于Modbus本身通信协议的具体内容，请移步Modbus通信协议详解。

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链接：https://pan.baidu.com/s/1WUQJUc2FRWhomi_BhL4gZw 
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软件使用

常用功能介绍

连接

        两种方式，一种普通连接，一种是快速连接。

普通连接

        点击菜单栏"Connection"->"Connect..."（或者按快捷键F3）弹出连接配置窗口。

        在连接选项那里选择"Serial Port"，表示当前是用串口通信，如果使用的是Modbus/TCP，则选择“TCP/IP”

串口配置：

        在配置窗口中配置好端口号、波特率、数据位、校验位、停止位，一般是9600波特率（9600 Baud），8个数据位（8 Data bits），无校验位（None Parity），1个停止位（1 Stop Bit）。当然这个是要根据实际通信的从机设备进行匹配设置。这个版本以上的软件有个好处，就是会自动识别当前使用了哪些端口，这里会把使用过的端口重命名，方便识别。

        根据通信的从机设备选择使用RTU模式或ASCII模式，工业应用的话一般使用RTU模式，很少使用ASCII模式。

        流控制（Flow Control），如果用到的是232、485或422接口，则不需要使用这个配置，按默认即可。

        设置完点OK即可完成设置进行连接。

TCP配置：

        设置好IP及端口号，Modbus/TCP的默认端口号为502。实际根据从机设备的IP和端口号来设置。Ignore Unit ID可以选择是否忽略设备ID进行通信。

快速连接

        点击菜单栏"Connection"->"Quick Connect"（或者按快捷键F5），或者点击图标进行快速连接。快速连接就是不需要再去设置连接参数，直接根据当前配置开启连接。

新建及保存窗口

        点击"File"->"New"，或者点击图标 可以新建一个通信窗口。

         点击"File"->"Save"，或者点击图标进行窗口保存。"File"->"Save as..."则可以另存为一个文件。保存窗口可以把窗口的配置信息一并保存下来。

        一个窗口对应的是一条通信指令，具体通信的从机地址、寄存器/线圈类型、可读写的寄存器/线圈个数都是可以独立设置的。

配置窗口信息

        点击"Setup"->"Slave Definition..."，或者按快捷键F8，或者在要设置的窗口单击右键，选择"Slave Definition..."，可以打开窗口信息配置界面。

        Slave ID：可以配置从机地址

        Function：可以配置寄存器/线圈类型

        Address：可以配置读/写的寄存器/线圈起始地址

        Quantity：可以配置读/写的寄存器/线圈个数

        Rows：可以选择该窗口一列可以显示多少行，数字是对应的行数，最后一个选项"Fit to Quantity"是可以根据前面设置的"Quantity"数量自动匹配行数。

        Hide Alias Columns：可以选择是否隐藏"Alias"列。

        PLC Addresses(Base 1)：可以选择通信的基地址是从0开始还是从1开始。

Error Simulation（故障模拟）

        Skip response：跳过响应，目前实测是主机每发10帧，Slave这边会有一帧不回。

        Insert CRC/LRC error：插入CRC/LRC错误，目前实测是主机每发10帧，Slave这边会有一帧返回错误CRC/LRC校验。

        Response delay：延迟回复时间，可以设置接收到数据后延时回复的时间。

        Return exception 06. Busy：返回设备繁忙状态，即故障码06。

        设置完成点"OK"即可。

窗口操作

        双击数据的位置，可修改当前地址的寄存器/线圈数值。

        "Auto increment"可选择是否每次通信后自动增加数值。（可以作为一个心跳包来使用）

        修改寄存器描述：双击数据前的空白区域（Alias列），可对其进行修改，根据实际寄存器/线圈的数据含义，可以此进行备注，方便调试时查看。

        数据类型修改：点击需要修改的数据（可以批量选择），右键单击，选择"Format"，根据使用的场景选择不同的数据类型。

        窗口配置修改：在当前窗口区域右键单击，选择（或直接使用快捷键F8），即可弹出配置窗口。

        背景色及文字颜色修改：选择要修改的颜色的数据，右键，选择"Foreground"，在弹出的窗口中可以设置字体颜色。选择"Background"则可以设置背景色。

        设置文字字体及大小：选择要修改的数据，右键选择"Font"，在弹出的窗口里选择字体、字形及大小，确认即可修改。

窗口状态栏

        ID：表示当前窗口通信的从机地址（Slave ID）

        F：表示当前窗口的功能码（Function）

        No Connection：表示当前窗口的未连接。

保存打开工程

        这个可以理解为是多个窗口打包保存了打开，比如现在建了20个窗口，那保存这个工程后，下次打开工程就直接打开20个窗口了，而不用自己一个个窗口去打开。

查看收发报文

        选择"Display"->"Communication..."，可打开查看收发报文的窗口。通过这个窗口可以查看当前的原始收发报文，有助于异常的分析。也可以点Log把当前报文保存下来。

        不过需要注意一点，就是这里显示的报文不是完全从COM口读回来的，而是经过这个软件过滤过一层的，像一些很异常的报文，这个窗口可能不会显示出来，此时需要使用另外的工具，如串口调试助手来查看。

使用注意

        1、工具所保存的窗口文件，不同版本的窗口文件只能做到向上兼容，也就是低版本做的窗口文件，可以在高版本的软件里打开，但高版本的软件做的窗口文件，则无法在低版本软件中打开。

        2、软件内的保护机制并不全，比如软件下发一条读10个寄存器的指令，从机设备给它回复100个寄存器的CRC校验正常的指令，软件并不会报错。如果要做一些保护设计，可以参考FreeModbus的设计，相对较全。

        3、这个工具上的一些时间设置，当时间设置较短时，可能不准。比如以前试过把每一帧的发送间隔时间调成1ms，但实际用示波器抓到的数据，间隔大概100ms左右，基本低于100ms的都实现不了。这个可能跟电脑本身性能有关系，所以要注意不要太过于相信这里面的时间设置，最好以实际的为主。

        4、正常连接通信的情况下，直接断开当前通信Com口的USB线，有些电脑可能会死机蓝屏。如果没死机，再把USB线插回去，在不重连的情况下，当前窗口可能会保持原本的错误通信状态。

        5、这个不像Modbus Poll工具做了那么多故障的判断，如果出现一些通信异常，基本需要查看原始通信报文人为判断问题。

        6、因为这个软件是在window系统上运行的，当系统卡顿时，可能会影响软件的运行，表现出来就是可能会连续收到几帧主机发过来的报文不回复，或者查看的报文有异常。Modbus Poll或其他串口调试工具也会有类似的问题。

相关知识

        Modbus通信协议、FreeModbus、串口通信协议、CRC、Modbus Poll、Modscan32、Modsim32