C# 实现 Modbus TCP 服务端客户端寄存器

以下是一个使用 C# 实现 Modbus TCP 服务端的示例代码。这个示例使用了 NModbus4 库，这是一个开源的 Modbus 库，支持 Modbus TCP 和 Modbus RTU 协议。

首先，您需要安装 NModbus4 库。您可以通过 NuGet 包管理器来安装：

Install-Package NModbus4

然后，您可以编写以下代码来实现一个简单的 Modbus TCP 服务端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
using NModbus;
using NModbus.Logging;
using NModbus.Tcp;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        // 设置服务端监听的IP地址和端口
        IPAddress address = new IPAddress(new byte[] { 127, 0, 0, 1 });
        int port = 502;

        // 创建TcpListener
        TcpListener listener = new TcpListener(address, port);
        listener.Start();
        Console.WriteLine($"Modbus TCP Server is listening on {address}:{port}");

        // 创建Modbus工厂
        var factory = new ModbusFactory(new ConsoleModbusLogger(LoggingLevel.Info));

        // 创建Modbus TCP Slave
        var network = factory.CreateSlaveNetwork(listener);
        var slave = factory.CreateSlave(1);
        
        // 添加从站到网络
        network.AddSlave(slave);

        // 初始化寄存器值
        slave.DataStore.HoldingRegisters[1] = 123;
        slave.DataStore.InputRegisters[1] = 456;
        slave.DataStore.CoilDiscretes[1] = true;
        slave.DataStore.InputDiscretes[1] = false;

        // 启动Modbus服务端
        var slaveNetworkTask = network.ListenAsync();

        Console.WriteLine("Press any key to stop the server...");
        Console.ReadKey();

        // 停止服务端
        network.Stop();

        // 确保服务端任务完成
        await slaveNetworkTask;
    }
}

代码解释：

1. 设置监听地址和端口 ：这里我们使用本地地址 127.0.0.1 和标准 Modbus TCP 端口 502。

2. 创建 TcpListener：用于监听 TCP 连接请求。

3. 创建 Modbus 工厂：使用 NModbus4 库创建 Modbus 工厂，包含一个简单的日志记录器。

4. 创建 Modbus TCP Slave 网络：创建一个从站网络并添加一个从站。

5. 初始化寄存器和位：为从站的保持寄存器、输入寄存器、线圈和离散输入初始化一些值。

6. 启动服务端 ：调用 ListenAsync() 启动服务端以异步方式监听请求。

7. 等待用户输入停止服务端：按任意键停止服务端并停止监听。

运行代码：

确保在运行代码之前，您已经安装了 NModbus4 库，并且您的项目可以访问该库。

这个示例代码展示了一个基本的 Modbus TCP 服务端的实现，您可以根据实际需求进行扩展和修改。例如，您可以添加更多的寄存器和位，处理更多的从站请求等。

接下来是一个使用 C# 实现 Modbus TCP 客户端的示例代码，同样使用 NModbus4 库。这个客户端将连接到之前创建的 Modbus TCP 服务端并读取/写入数据。

首先，确保您已经安装了 NModbus4 库：

Install-Package NModbus4

然后，您可以编写以下代码来实现一个简单的 Modbus TCP 客户端：

using System;
using System.Net.Sockets;
using NModbus;
using NModbus.Logging;
using NModbus.Tcp;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 设置服务端的IP地址和端口
        string ipAddress = "127.0.0.1";
        int port = 502;

        // 创建TCP客户端
        using (TcpClient client = new TcpClient(ipAddress, port))
        {
            // 创建Modbus工厂
            var factory = new ModbusFactory(new ConsoleModbusLogger(LoggingLevel.Info));

            // 创建Modbus TCP Master
            var master = factory.CreateMaster(client);

            // 读取保持寄存器
            ushort startAddress = 1;
            ushort numRegisters = 5;
            ushort[] holdingRegisters = master.ReadHoldingRegisters(1, startAddress, numRegisters);

            Console.WriteLine("Holding Registers:");
            for (int i = 0; i < holdingRegisters.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine($"Register {startAddress + i}: {holdingRegisters[i]}");
            }

            // 读取输入寄存器
            ushort[] inputRegisters = master.ReadInputRegisters(1, startAddress, numRegisters);

            Console.WriteLine("Input Registers:");
            for (int i = 0; i < inputRegisters.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine($"Register {startAddress + i}: {inputRegisters[i]}");
            }

            // 写入保持寄存器
            ushort writeAddress = 1;
            ushort[] writeValues = new ushort[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
            master.WriteMultipleRegisters(1, writeAddress, writeValues);

            Console.WriteLine("Written values to Holding Registers.");

            // 读取线圈状态
            bool[] coils = master.ReadCoils(1, startAddress, numRegisters);

            Console.WriteLine("Coils:");
            for (int i = 0; i < coils.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine($"Coil {startAddress + i}: {coils[i]}");
            }

            // 写入线圈状态
            bool[] writeCoilValues = new bool[] { true, false, true, false, true };
            master.WriteMultipleCoils(1, writeAddress, writeCoilValues);

            Console.WriteLine("Written values to Coils.");
        }
    }
}

代码解释：

1. 设置服务端地址和端口 ：客户端将连接到之前设置的本地地址 127.0.0.1 和端口 502。

2. 创建 TCP 客户端：用于与 Modbus TCP 服务端建立连接。

3. 创建 Modbus 工厂：使用 NModbus4 库创建 Modbus 工厂，包含一个简单的日志记录器。

4. 创建 Modbus TCP Master：创建一个主站，用于与服务端进行通讯。

5. 读取保持寄存器 ：从地址 1 开始读取 5 个保持寄存器，并打印其值。

6. 读取输入寄存器 ：从地址 1 开始读取 5 个输入寄存器，并打印其值。

7. 写入保持寄存器 ：向地址 1 写入多个寄存器值。

8. 读取线圈状态 ：从地址 1 开始读取 5 个线圈状态，并打印其值。

9. 写入线圈状态 ：向地址 1 写入多个线圈状态值。

运行代码：

确保服务端已经启动并在监听，然后运行客户端代码。客户端将连接到服务端，读取和写入寄存器和线圈，并打印结果。

通过这个示例，您可以看到如何使用 NModbus4 库在 C# 中实现一个基本的 Modbus TCP 客户端。您可以根据实际需求进行扩展和修改，例如处理更多的寄存器和线圈，增加错误处理等。