基本原理

Modbus是PLC常用的通讯协议，经常用于与HMI通信。通过对此协议的分析，可以如同三菱MC协议一样，利用来与PC结合，发挥更大的作用。

Modbus 是一个应用层的通讯协议，位于 OSI 的第七层，在总线或者网络上的不同设备之间的，通过 客户端/服务端 的方式通讯，默认使用502端口进行通讯。

通讯示例：

// Remember: Big-endian values!

var responseADU = []byte{

	// MBAP HEADER:
	0x00, 0xFF, // Tx ID #255, typically an incremental value
	0x00, 0x00, // Protocol ID, always 0
	0x00, 0x0B, // Length of the following data (8+3=11)
	0x00, // Unit identifier, 0 unless a Gateway is used

	// PROTOCOL DATA UNIT:
	0x03,       // Function Code 03: Read Holding Registers
	0x08,       // Byte count of the following data (4*2=8)
	0x00, 0x0A, // First register; value 10
	0x0A, 0x00, // Second register; value 2560
	0xFF, 0xFF, // Third register; value 65535 or -1 when signed.
	0x00, 0x01, // Fourth register; value 1
}

功能码说明

调试工具

Modbus Slave version 6.0.2

官方工具，不太好用，检测地址长度不能超过125，无法正确显示高低位转换的数据
链接: https://pan.baidu.com/s/19tEx6KzM0bjbCv342cA3zg
提取码: z44q

Modbus/TCP Master

优点：可以同时显示多种类型的数据比较方便
缺点：检测地址长度不能超过125；无法正确显示高低位转换的数据；无法自动刷新

ModScan 32 version 8.A00-10

应该是最好用的工具了，长度没有限制，可以自动刷新，可以自定义数据的类型，并且可以处理高低位转换的场景
选择 connection -> connect

录入 modbus tcp server 的地址和端口号

setup -> Display Options -> floating point -> 选择高位优先，还是低位优先

ngrok

在车间连接外网的机器上，把502端口映射到外网，方便远程调试。
官网 (https://dashboard.ngrok.com/get-started/setup) 注册账号，下载客户端

# 进入 rgrok 命令行工具所在目录
# 配置token
ngrok config add-authtoken {ngrok token} 
# 映射modbus tcp server 到外网
ngrok tcp {modbus tcp server ip}:502

高低位的问题

在plc中，有的是低位优先，也有的是高位优先，比如：
如果一个Int类型数组，占用4个字节，4个字节顺序为ABCD，那么采用big-endian大端字节顺序，那么在内存中即为ABCD，如果采用small-endian小端字节顺序，那么在内存中存储即为DCBA，但是在实际应用中，还有可能出现BADC或者CDAB的情况，因此我们在大小端的基础上做了一下扩展，定义了4种不同字节顺序，采用枚举类型表示，代码如下所示：

            ABCD = 0, // 大端形式
            BADC = 1, // 单字反转
            CDAB = 2, // 双字反转
            DCBA = 3, // 小端形式

示例程序 golang

import (
    "bytes"
    "encoding/binary"
    "fmt"
    "testing"
    "time"

    "github.com/simonvetter/modbus"
)

func Test_Modbus(t *testing.T) {
    var client *modbus.ModbusClient
    var err error

    // for a TCP endpoint
    // (see examples/tls_client.go for TLS usage and options)
    client, err = modbus.NewClient(&modbus.ClientConfiguration{
        URL:     "tcp://ip:port", // 可以直接使用ngrok映射到外网的地址
        Timeout: 1 * time.Second,
    })
    // note: use udp:// for modbus TCP over UDP
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }

    err = client.Open()
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }

    // uint
    fmt.Println("uint read and write")
    for i := 0; i <= 7; i++ {
        address := uint16(i)
        value := uint16(1)
        v, err := client.ReadRegister(address, modbus.HOLDING_REGISTER)
        if err != nil {
            fmt.Println(err.Error())
        }
        fmt.Println("address:", address, ",old value:", v)
        err = client.WriteRegister(address, value)
        if err != nil {
            fmt.Println(err.Error())
        }
        v, err = client.ReadRegister(address, modbus.HOLDING_REGISTER)
        if err != nil {
            fmt.Println(err.Error())
        }
        fmt.Println("address:", address, ",new value:", v)
    }

    // float
    fmt.Println("float read and write")
    bytes, err := client.ReadBytes(6, 4, modbus.HOLDING_REGISTER)
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }
    f, _ := bytesToFloat32(bytes)
    fmt.Println("old value:", f)
    err = client.WriteBytes(6, float32ToBytes(123.456))
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }
    bytes, err = client.ReadBytes(6, 4, modbus.HOLDING_REGISTER)
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }
    f, _ = bytesToFloat32(bytes)
    fmt.Println("new value:", f)

}

参考资料

modbus tcp： https://www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/published/Comm/Comm_9.1/Comm_9.1.html
golang modbus： https://github.com/goburrow/modbus
modbus server：https://blog.csdn.net/weixin_42330983/article/details/124860023
Modscan32 https://www.sohu.com/a/443539826_651846
https://github.com/ffffffff0x/1earn/blob/master/1earn/Security/ICS/实验/Modbus仿真环境搭建.md
读写：https://github.com/simonvetter/modbus