Modbus協議是一種廣泛應用于電子設備間通信的工業標準，尤其在工業自動化系統中大受歡迎。由于其簡單性和靈活性，Modbus已成為各行業控制和監控設備首選的協議之一。
本文將帶你了解如何通過Python與支持Modbus協議的設備進行通信。
準備工作：首先確保你的系統已安裝Python，并具備基本的Python編程知識以及串行通信庫的理解。
Python中用于Modbus的庫： 要開始使用Python處理Modbus，我們需要幾個輔助庫。其中兩個主要的Python Modbus實現庫是“pymodbus”和“minimalmodbus”。"pymodbus"庫提供了豐富的功能并支持多種Modbus變體，而"minimalmodbus"是一個更輕量、簡潔的庫，專注于基礎功能。
安裝庫： 通過以下命令安裝“pymodbus”：
pip install pymodbus
安裝“minimalmodbus”時可以使用如下命令：
pip install minimalmodbus
建立Modbus連接： 安裝完庫后，接下來就可以建立Modbus連接了。首先確定需要的Modbus連接類型：Modbus TCP或Modbus RTU
Modbus TCP：對于通過以太網連接的設備，我們使用TCP連接。在Python中，可以通過“pymodbus”庫創建一個Modbus TCP客戶端，示例如下：
from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient
# Create a Modbus TCP client
client = ModbusTcpClient('192.168.0.1') # Replace with your device's IP address
# Connect to the Modbus TCP server
client.connect()
# Perform Modbus operations here
# Close the connection
client.close()
Modbus RTU：對于通過串行通信（如RS485）連接的設備，我們使用RTU連接。在Python中，可以使用“minimalmodbus”庫進行Modbus RTU通信，示例如下：
import minimalmodbus
# Create a Modbus RTU instrument
instrument = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', slaveaddress=1) # Replace with your device's serial port and slave address
# Set the communication parameters (baudrate, parity, etc.)
instrument.serial.baudrate = 9600
instrument.serial.parity = minimalmodbus.serial.PARITY_NONE
# Perform Modbus operations here
# Close the connection
instrument.serial.close()
執行Modbus操作： 一旦建立了Modbus連接，我們便可以執行各種Modbus操作，如讀取和寫入寄存器數據。
使用“pymodbus”讀取保持寄存器值（例如寄存器100），代碼如下：
from pymodbus.constants import Endian
from pymodbus.payload import BinaryPayloadDecoder
from pymodbus.payload import BinaryPayloadBuilder
# Read a holding register value
result = client.read_holding_registers(address=100, count=1, unit=1)
if result.isError():
print("Error reading register!")
else:
decoder = BinaryPayloadDecoder.fromRegisters(result.registers, byteorder=Endian.Big)
value = decoder.decode_32bit_float()
print("Register value:", value)
使用“minimalmodbus”向保持寄存器（例如寄存器200）寫入值，代碼如下：
# Write a value to a holding register
instrument.write_register(200, 42)
在這篇教程中，我們一同探索了如何巧妙地結合Python與Modbus協議，實現與各類支持該協議設備之間的通信。不僅涵蓋了必需庫的安裝步驟，還深入實踐了建立Modbus TCP與Modbus RTU兩種類型的連接，并演示了如何執行基本的讀寫操作。
借助Python對Modbus協議的廣泛兼容性，你可以充分利用這一強大工具，將其應用于各種工業自動化場景，提升項目效率與可靠性。
