C# ModbusTcp 概念
1 概念
要开发一个新项目，上位机与下位机通讯使用Modbus TCP协议，在网上找了好多资料了解此协议，此处仅描述TCP/IP协议。
Modbus原先是施耐德电气(Schneider Electric)为PLC（可编程逻辑控制器）通信而研发的一种串行通信协议，现在它已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且现在是工业电子、工业控制、电力等设备之间常用的连接方式。
Modbus协议使用的是主从通讯技术，即由主设备主动查询和操作从设备，即由主设备主动查询和操作从设备。一般将主控设备方所使用的协议称为Modbus Master，从设备方使用的协议称为Modbus Slave。Modbus的工作方式是请求/应答，每次通讯都是主设备先发送指令，可以是广播，或是向特定从设备的单播，从设备响应指令，并按要求应答，或者报告异常。当主设备不发送请求时，从设备不会自己发出数据，从设备和从设备之间不能直接通讯。
Modbus TCP/IP协议应用于以太网连接，ModbusTCP的数据帧格式：ADU = MBAP + PDU，即 MBAP（7字节） + 功能码 （1字节）+ 数据域（长度不定，由具体功能决定）。
MBAP为报文头，长度为7字节，组成如下：
| 事务处理标识 | 协议标识 | 长度 | 单元标识符 |
| 2byte | 2byte | 2byte | 1byte |
事务处理标识: 报文的序列号，每次通信之后就要加1以区别不同的通信数据报文。
协议标识符 : 00 00表示ModbusTCP协议。
长度 :表示长度后面所有的字节数，即值为ADU字节长度减去6，单位为字节。
单元标识符 : 可以理解为从设备地址。
功能码
| 功能码 | 作 用 |
|---|---|
| 0x01 | 读线圈 |
| 0x02 | 读离散量输入 |
| 0x03 | 读保持寄存器 |
| 0x04 | 读输入寄存器 |
| 0x05 | 写单个线圈 |
| 0x06 | 写单个寄存器 |
| 0x0F | 写多个线圈 |
| 0x10 | 写多个寄存器 |
2 例子
数据帧格式：ADU = MBAP + PDU，即 MBAP（7字节） + 功能码 （1字节）+ 数据域
MODBUS请求的生成:
在收到来自用户应用的需求后，客户端必须生成一个MODBUS请求，并发送到TCP管理。
MBAP+ 功能码 +起始地址H+ 起始地址L+ 寄存器数量H+ 寄存器数量L（共12字节）。
- 如：起始地址是0x0000，寄存器数量是 0x0003
00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
见下表：
| 类型 | 描述 | 字节大小 | 实例 |
|---|---|---|---|
| MBAP报文头 | 事务处理标识符 | 2 | 0x0001 |
| 协议标识符 | 2 | 0x0000 | |
| 长度 | 2 | 0x0006 | |
| 单元标识符（从设备地址） | 1 | 0x01 | |
| MODBUS请求 | 功能码 | 1 | 0x03 |
| 起始地址 | 2 | 0x0000 | |
| 寄存器数量 | 2 | 0x0003 |
MODBUS响应的生成
一旦处理请求，MODBUS 服务器必须使用适当的MODBUS服务器事务处理生成一个响应，并且必须将响应发送到TCP管理组件。
根据处理结果，可以生成两类响应：
肯定的MODBUS响应：
响应功能码 = 请求功能码
回：数据长度为0x06，第一个寄存器的数据为0x21，其余为0x00
00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00
| 类型 | 描述 | 字节大小 | 实例 |
|---|---|---|---|
| MBAP报文头 | 事务处理标识符 | 2 | 0x0001 |
| 协议标识符 | 2 | 0x0000 | |
| 长度 | 2 | 0x0009 | |
| 单元标识符（从设备地址） | 1 | 0x01 | |
| MODBUS请求 | 功能码 | 1 | 0x03 |
| 数据长度 | 2 | 0x06 | |
| 数据 | 6 | 0x002100000000 |
MODBUS异常响应：
目的是为客户机提供与处理过程检测到的错误相关的信息
响应功能码 = 请求功能码+0x80
提供异常码来表明出错的原因。
| 异常码 | MODBUS名称 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 非法的功能码 | 服务器不了解功能码 |
| 02 | 非法的数据地址 | 与请求有关 |
| 03 | 非法的数据值 | 与请求有关 |
| 04 | 服务器故障 | 在执行过程中，服务器故障 |
| 05 | 确认 | 服务器接受服务调用，但是需要相对长的时间完成服务。因此，服务器仅返回一个服务调用接收的确认 |
| 06 | 服务器繁忙 | 服务器不能接受MODBUS请求PDU。客户应用由责任决定是否和何时重发请求。 |
| 0A | 网关故障 | 网关路经是无效的 |
| 0B | 网关故障 |
目标设备没有响应 |
参考建议：
https://blog.csdn.net/sgmcumt/article/details/87435191
https://blog.csdn.net/YiWangJiuShiXingFu/article/details/105557082
https://blog.csdn.net/qq_36339249/article/details/90664839
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