Qt ModbusTCP通讯
前言
Modbus在工业控制中的应用非常多，由于其免费使用加上一定的历史环境，Modbus在PLC上的通讯应用非常多，本文主要介绍Mosbus TCP master（主站）的实现。
一、关于Modbus
Modbus是由MODICON公司开发的一种工业现场总线协议标准，随后施耐德推出了基于TCP/IP的MOdbus协议：Modbus tcp；
Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。
标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口，采用master/slave方式通信。
Modbus有4种操作对象：线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器
Coils、DiscreteInputs、InputRegisters、HoldingRegisters
- 线圈：PLC的输出位，开关量，在MOdbus中可读可写；
- 离散输入：PLC的输入位，开关量，在Modbus中只读；
- 输入寄存器：PLC中只能从模拟量输入端改变的寄存器，在MODBUS中只读
- 保持寄存器：PLC中用于输出模拟量信号的寄存器，在MODBUS中可读可写
由于是基于QT去实现的ModbusTCP通讯，所以对Modbus的功能码不需要做过多的掌握，了解即可。
二、Modbus TCP Master的实现
//主站的实现，一般都是上位机做主站，PLC做从站1.封装自己的Modbus类
QT.pro文件中添加 serialbus 模块：
让自定义类继承QObject，在头文件中添加相应的头文件
QModbusTcpClient 类 和 QModbusDataUnit 类
在自定义类中创建modbus TCP client 对象指针。
QModbusTcpClient *My_client;2.Modbus 通过TCP/IP进行连接
自定义类的构造函数中实例化Modbus tcp对象：
My_client = new QModbusTcpClient();Modbus TCP/IP协议进行连接的时候需要通过IP + Port ；
//端口号一般用502
1 /******************************************** 2 * 函数名称：Connect_to_modbus(QString IP_address,int Port) 3 * 功能：连接到modbus设备 4 * 工作方式： 5 * 参数： 6 参数1：modbus设备的IP地址 QString 类型 7 参数2：modbus设备的端口号(一般用502) int 类型 8 * 返回值：成功返回true，失败返回fasle。 9 * 备注： 10 * 修改记录 11 *********************************************/ 12 bool My_modbus_tcp::Connect_to_modbus(QString IP_address,int Port) 13 17 18 if (My_client>state() != QModbusDevice::ConnectedState) 28 else 32 } 33 34 else 38 39 }上述代码qDebug()<< "成功连接到modbs设备"不太合理，判断连接成功其实应该以Modbus的连接状态来进行判断的。
连接状态参考帮助手册 enum QModbusDevice::State：
有UnconnectedState、ConnectingState、ConnectedState、ClosingState4种
QModbusClient 类自带了状态改变的信号：QModbusClient::stateChanged
//我在自定义类中添加了两个信号，statechange_on()和statechange_off()；用于判断当前是否连接
连接状态相关的代码如下：
先在自定义类的构造函数中绑定信号（QModbusClient::stateChanged）和槽（自定义槽函数）
1 connect(My_client, &QModbusClient::stateChanged, 2 this, &My_modbus_tcp::onStateChanged);//连接状态发生改变时处理函数（connect or discennect）实现状态改变的槽函数，状态进行变化时发出相应的信号，可以使用该信号进行信号与槽的绑定实现状态改变时的功能。
1 /******************************************** 2 * 函数名称：onStateChanged() 3 * 功能：监听TCP连接的状态，若状态发生改变，发出对应的信号 4 * 工作方式： 5 * 参数：无参数 6 * 返回值：无返回值 7 * 备注： 8 * 修改记录: 9 *********************************************/ 10 void My_modbus_tcp::onStateChanged() //连接状态改变时的槽函数 11 16 17 else 20 }3.Modbus 通过TCP/IP读取数据
Modbus对象的4种数据都可以进行读取，线圈和离散输入都是位数据，结果只能是0/1;输入寄存器和保持寄存器可以实现0x00~0xFF；
（1）读取线圈数据
1 /******************************************** 2 * 函数名称：read_modbus_tcp_Coils(int start_add,quint16 numbers ,int Server_ID) 3 * 功能：发送读取modbus设备线圈数据请求 4 * 工作方式： 5 * 参数： 6 * 参数1：int start_add 读取的起始地址 7 * 参数2：quint16 numbers 读取的个数 8 * 参数3：int Server_ID Modbus的设备ID 9 * 返回值：成功返回true，失败返回fasle。 10 * 备注： 11 * 修改记录: 12 *********************************************/ 13 bool My_modbus_tcp::read_modbus_tcp_Coils(int start_add,quint16 numbers,int Server_ID) 14 18 19 QModbusDataUnit ReadUnit(QModbusDataUnit::Coils,start_add,numbers); 20 qDebug()<< "配置ReadUnit完成"; 21 if (auto *reply = My_client>sendReadRequest(ReadUnit, Server_ID)) //1是Server_ID 22 29 else 30 35 36 } 37 38 else 42 }1 /******************************************** 2 * 函数名称：ReadReady_Coils() 3 * 功能：接收到读取请求后执行的槽函数 4 * 工作方式： 5 * 参数：无参数 6 * 返回值：没有返回值 7 * 备注： 8 * 修改记录 9 *********************************************/ 10 void My_modbus_tcp::ReadReady_Coils() 11 18 if (reply>error() == QModbusDevice::NoError) 19 32 33 } 34 else 35 37 38 reply>deleteLater(); // delete the reply 39 emit my_readC_finished(); //coils读取完成后emit 读取完成的信号； 40 41 }
读取离散变量时和读取线圈数据一样，唯一区别就是配置读取数据单元时换成
QModbusDataUnit ReadUnit(QModbusDataUnit::DiscreteInputs,start_add,numbers);
离散变量读取完成时发出自己的信号（自定义信号）。
（2）读取保持寄存器数据
1 /******************************************** 2 * 函数名称：read_modbus_tcp_HoldingRegisters(int start_add,quint16 numbers ,int Server_ID) 3 * 功能：发送读取modbus设备HoldingRegisters数据请求 4 * 工作方式： 5 * 参数 6 * 参数1：读取数据的起始地址 7 * 参数2：读取多少个数据 8 * 参数3：SerVer ID号 9 * 返回值：成功返回true，失败返回fasle。 10 * 备注： 11 * QModbusDataUnit ReadUnit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters,参数1,参数2); 12 * 参数1：读取modbus设备的起始地址 int 类型 13 参数2：读取几个modbus数据 quint16 类型 14 * 修改记录: 15 *********************************************/ 16 bool My_modbus_tcp::read_modbus_tcp_HoldingRegisters(int start_add,quint16 numbers ,int Server_ID) 17 27 else 28 31 32 } 33 34 }1 /******************************************** 2 * 函数名称：ReadReady_HoldingRegisters() 3 * 功能：槽函数，发送请求成功后，接收数据将其存储在Hold_Bufer[]数组中 4 * 工作方式： 5 * 参数：无参数 6 * 返回值：没有返回值 7 * 备注： 8 * 修改记录 9 *********************************************/ 10 void My_modbus_tcp::ReadReady_HoldingRegisters() 11 16 if (reply>error() == QModbusDevice::NoError) 17 26 27 } 28 else 29 31 32 reply>deleteLater(); // delete the reply 33 emit my_readH_finished(); //自定义的信号 34 }
输入寄存器类似，换掉配置单元的数据即可。
（3）给线圈写入数据
1 /******************************************** 2 * 函数名称： Write_modbus_tcp_Coils(QString str1,int star_add,int number) 3 * 功 能： 将想要修改的数据写入到modbus设备某个（某些）地址的Coils中。 4 * 工作方式： 5 * 参 数： 6 * 参数1：要写入的数据（例：1 0 1 0 1 0） QString 类型 7 * 参数2：写入数据的起始地址 int 类型 8 * 参数3：写入数据的个数 quint16 9 * 返回值：没有返回值 10 * 备注：一次性可以写入单个或者多个数据，取决于该函数执行时参数。 11 * 修改记录 12 *********************************************/ 13 bool My_modbus_tcp::Write_modbus_tcp_Coils(QString str1,int star_add,int number) 14 25 26 if (auto *reply = My_client>sendWriteRequest(writeUnit, 1)) else if (reply>error() != QModbusDevice::NoError) 37 reply>deleteLater(); 38 }); 39 } else 43 } else 46 47 }！！！写数据时必须转化位16进制写入
（4）给保持寄存器写数据
1 /******************************************** 2 * 函数名称： Write_modbus_tcp_HoldingRegisters(QString str1,int star_add,int number) 3 * 功 能： 将想要修改的数据写入到modbus设备某个（某些）地址的HoldingRegisters中。 4 * 工作方式： 5 * 参 数： 6 * 参数1：要写入的数据（例：FF A0 00等） QString 类型 7 * 参数2：写入数据的起始地址 int 类型 8 * 参数3：写入数据的个数 quint16 9 * 返回值：没有返回值 10 * 备注：一次性可以写入单个或者多个数据，取决于该函数执行时参数。 11 * 修改记录 12 *********************************************/ 13 bool My_modbus_tcp::Write_modbus_tcp_HoldingRegisters(QString str1,int star_add,int number) 14 27 else 30 QString stt = str1.mid (j1,2); 31 bool ok; 32 quint16 hex1 =static_cast<quint16>(stt.toInt(&ok,16));//将textedit中读取到的数据转换为16进制发送 33 writeUnit.setValue(static_cast<int>(i1),hex1);//设置发送数据 34 } 35 36 if (auto *reply = My_client>sendWriteRequest(writeUnit, 1)) else if (reply>error() != QModbusDevice::NoError) 47 reply>deleteLater(); 48 }); 49 } else 53 } else 56 }Qt Modbus