modbus协议PLC模拟

### 使用Modbus协议实现PLC模拟

#### Modbus RTU通信基础
为了通过Modbus协议来模拟PLC，理解Modbus RTU通信的基础非常重要。这种通信方式通常用于工业自动化环境中设备间的连接。它允许主站（通常是计算机或其他控制器）向从站发送请求并接收响应数据。

#### 创建虚拟串口
对于开发测试环境而言，在实际硬件不可用的情况下，可以通过创建一对虚拟串口来进行实验。例如，使用VSPD工具能够轻松建立两个端点如`COM3`和`COM4`之间的链接[^2]。这使得开发者能够在本地机器上构建完整的客户端-服务器架构而无需物理连接任何外部装置。

#### 实现读写操作
一旦有了可用的通讯通道，就可以利用Python中的`pymodbus`库执行具体的读取保持寄存器以及写入单个寄存器的功能了。下面是一个简单的例子展示怎样设置一个基本的服务端应用：

from pymodbus.server.sync import StartTcpServer
from pymodbus.device import ModbusDeviceIdentification
from pymodbus.datastore import ModbusSequentialDataBlock, ModbusSlaveContext, ModbusServerContext


def run_server():
    store = ModbusSlaveContext(
        di=ModbusSequentialDataBlock(0, [17]*100),
        co=ModbusSequentialDataBlock(0, [17]*100),
        hr=ModbusSequentialDataBlock(0, [17]*100),
        ir=ModbusSequentialDataBlock(0, [17]*100))
    
    context = ModbusServerContext(slaves=store, single=True)

    identity = ModbusDeviceIdentification()
    identity.VendorName = 'Pymodbus'
    identity.ProductCode = 'PM'
    identity.VendorUrl = 'http://github.com/riptideio/pymodbus/'
    identity.ProductName = 'Pymodbus Server'
    identity.ModelName = 'Pymodbus Server'

    StartTcpServer(context, identity=identity, address=("localhost", 502))

if __name__ == "__main__":
    run_server()

上述脚本启动了一个TCP服务监听于默认端口502，并初始化了一些持有预定义值的数据区段。这些区域代表输入离散量(DI)，线圈(CO), 保持寄存器(HR) 和 输入寄存器(IR)[^1]。

#### 客户端交互逻辑
为了让这个简易版“PLC”真正发挥作用，则还需要编写相应的客户程序去访问远程IO模块上的资源。这里给出一段用来查询指定地址处存储数值的小片段作为示范:

from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient as ModbusClient

client = ModbusClient('localhost', port=502)
connection_status = client.connect()

result = client.read_holding_registers(address=0, count=1, unit=1)
print(f"The value at register {address} is: ", result.registers[0])

client.close()

这段代码尝试连接到之前提到的服务实例，并从中获取特定位置的信息。如果一切正常工作的话，应该能看到预期的结果被打印出来。