基于.NET6的Modbus TCP协议开发与实战

本文档深入探讨了在.NET6环境下如何利用Modbus TCP协议进行通信，特别是在工业自动化领域中的应用。随着工业4.0的发展，PLC（可编程逻辑控制器）成为工业设备通信的核心，而Modbus TCP作为以太网通信中的一种通用协议，被广泛采用。作者首先介绍了背景，指出在众多PLC协议中，如西门子的S7协议和施耐德的Modbus协议，Modbus TCP因其通用性和易用性受到青睐。 在开发流程中，作者使用Visual Studio 2022企业版作为开发环境，Windows 10专业版作为运行环境，且选择了.NET6版本。文档详细展示了如何构建一个基于.NET的Web API项目和一个类库项目，以实现Modbus TCP通信功能： 1. **项目结构**：首先，创建了包含控制器的Web API项目和一个类库项目，以便将底层通信逻辑封装。这有助于代码组织和重用。 2. **Socket通信**：在类库项目中，作者构建了一个名为`ModbusService`的服务类，负责通过socket进行通信。该类提供了连接方法，返回socket实例便于后续操作。 3. **通用返回信息类**：为了简化异常处理和结果解析，增加了通用的返回信息类，用于存储和返回连接状态、错误信息等。 4. **连接方法优化**：对连接方法进行了改进，使其易于使用，并能验证连接状态和处理异常，确保通信的可靠性。 5. **Modbus TCP报文规则**：作者解释了报文中的关键元素，如站地址（默认0x01）、功能码（如读取线圈功能码0x01）、地址和读取长度（施耐德PLC限制为30000字节，单次读写不超过248字节），以及头部校验（消息唯一识别码）的作用，确保数据的正确发送和接收。 6. **环境搭建与仿真**：由于实际PLC环境可能有限制，作者提到会使用仿真工具来测试和验证，以便在没有现成PLC的情况下进行开发和调试。 本文档提供了详尽的步骤和理论知识，涵盖了从环境配置到报文解析的全过程，对于希望通过.NET6进行Modbus TCP通信的开发者来说，是一份实用的参考材料。