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写在前面
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、西门子S7-1200PLC、S7-1500PLC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及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。
通信开发
public enum ModbusLib
{
EasyModbus,
SharpModbus,
NModbus4,
hslCommunication,
xktComm
}
//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();
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;
}
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;
}
}
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(1, 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;
}
}
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);
});
}
}
}
整体总结
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，台达PLC可以达到3ms，西门子1500PLC也在3ms左右，而西门子1200PLC在11ms左右，ModbusTCP通信可以达到毫秒级。
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？
写在最后
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