Python Modbus：簡單易用的工業自動化通信庫

Python Modbus是一個開源的Python庫，用於與Modbus協議兼容的工業自動化設備進行通信。Modbus是工業通信協議中最常用的一種，Python Modbus的出現讓工業自動化領域的開發變得更加簡單、快捷，快速實現設備與設備之間以及設備與上位機之間的數據交換和控制。

一、支持的Modbus協議版本

Python Modbus庫支持對以下Modbus協議版本進行通信：

1. Modbus RTU：是一種串行通信協議，採用二進制編碼進行傳輸，是Modbus最常用的一種協議；

2. Modbus TCP：是基於TCP/IP協議棧的Modbus變種，可在現代以太網環境中，實現更高速的數據傳輸；

3. Modbus ASCII：基於ASCII碼進行編碼，不常用。

二、通信方式

Python Modbus提供了兩種通信方式：

1. TCP通信：使用socket通信實現Modbus TCP協議，通過TCP連接與Modbus TCP設備進行通信；

2. 串口通信：使用pyserial庫實現Modbus RTU協議與RS-232或RS-485兼容的設備進行通信。

三、通信功能碼支持

Python Modbus支持大部分常用的Modbus功能碼，包括：

1. 讀取線圈狀態（功能碼01）；

2. 讀取離散量輸入狀態（功能碼02）；

3. 讀取保持寄存器（功能碼03）；

4. 讀取輸入寄存器（功能碼04）；

5. 寫單個線圈狀態（功能碼05）；

6. 寫單個保持寄存器（功能碼06）；

7. 寫入多個線圈狀態（功能碼15）；

8. 寫入多個保持寄存器（功能碼16）。

四、代碼示例

下面是一個簡單的使用Python Modbus庫進行Modbus RTU通信的示例：

import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_rtu

# 連接Modbus RTU設備
master = modbus_rtu.RtuMaster("/dev/ttyS0", 9600)
master.set_timeout(5.0)
master.set_verbose(True)

# 讀取保持寄存器
response = master.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 1)
print(response)

上述代碼首先使用modbus_tk庫中的modbus_rtu模塊創建了一個Modbus RTU主機對象，並使用set_timeout()和set_verbose()方法設置了超時時間和調試信息的顯示。接着使用execute()方法發送了一個讀取保持寄存器（功能碼03）的請求，並將返回值打印出來。

五、總結

Python Modbus是一個簡單易用的工業自動化通信庫，支持常用的Modbus協議版本和功能碼，可以簡單快速地實現與Modbus兼容的工業設備之間的通信。對於工業自動化領域的開發人員、實驗室研究人員和業餘愛好者來說，Python Modbus是一個非常有用的工具庫。