文档:新增PLC Bridge Modbus 集成指南

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若汝棋茗
2025-06-23 23:14:47 +08:00
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id: plcbridgemodbus
title: PlcBridge Modbus 集成指南
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import Pro from "@site/src/components/Pro.js";
import CardLink from "@site/src/components/CardLink.js";
### 定义
命名空间TouchSocketPro.PlcBridges <Pro/> <br/>
命名空间TouchSocketPro.Modbus <Pro/> <br/>
程序集:[TouchSocketPro.PlcBridges.dll](https://www.nuget.org/packages/TouchSocketPro.PlcBridges)<br/>
程序集:[TouchSocketPro.Modbus.dll](https://www.nuget.org/packages/TouchSocketPro.Modbus)
## 一、说明
TouchSocket PLC Bridge 提供了强大的工业自动化设备集成能力,尤其适合处理**多协议**、**多设备**的复杂场景。本指南将结合示例代码,详细说明如何使用 PLC Bridge 整合 Modbus TCP、UDP 和串口设备,创建一个统一的设备访问接口。
## 二、核心优势
1. **统一访问接口**通过单一API访问多种Modbus设备TCP/UDP/串口)
2. **智能数据映射**:将不同设备的寄存器地址映射到统一的虚拟地址空间
3. **高性能处理**:自动合并读写请求,优化通信效率
4. **类型安全访问**支持复杂数据类型long, float等的自动转换
5. **可扩展架构**:轻松添加新设备或调整配置
## 三、准备工作
### 3.1 硬件环境
- Modbus TCP 设备端口502
- Modbus UDP 设备端口503
- Modbus 串口设备COM2
- 安装 Modbus 设备模拟器
## 四、设备桥接实现步骤
### 4.1 初始化 PLC Bridge 服务
```csharp
var plcBridge = new PlcBridgeService();
await plcBridge.SetupAsync(new TouchSocketConfig());
```
### 4.2 配置 Modbus TCP 设备桥接
```csharp
// 连接 TCP Modbus 设备
var modbusTcpMaster = new ModbusTcpMaster();
await modbusTcpMaster.ConnectAsync("127.0.0.1:502");
// 映射第一个寄存器区段 (0-20)
var plcDrive1 = new MyModbusHoldingRegistersDrive(modbusTcpMaster, new ModbusDriveOption()
{
Start = 0, // 虚拟起始地址
Count = 20, // 寄存器数量
//Group = "Group", // 执行组(同组设备串行操作)
Name = "TcpDevice1",
SlaveId = 1, // Modbus 从站ID
ModbusStart = 0 // 物理设备起始地址
});
await plcBridge.AddDriveAsync(plcDrive1);
// 映射第二个寄存器区段 (50-70)
var plcDrive2 = new MyModbusHoldingRegistersDrive(modbusTcpMaster, new ModbusDriveOption()
{
Start = 20, // 下一个虚拟起始地址
Count = 20,
//Group = "Group",
Name = "TcpDevice2",
SlaveId = 1,
ModbusStart = 50 // 物理设备偏移地址
});
await plcBridge.AddDriveAsync(plcDrive2);
```
### 4.3 配置 Modbus UDP 设备桥接
```csharp
var modbusUdpMaster = new ModbusUdpMaster();
await modbusUdpMaster.SetupAsync(new TouchSocketConfig()
.UseUdpReceive()
.SetRemoteIPHost("127.0.0.1:503"));
await modbusUdpMaster.StartAsync();
var plcDrive3 = new MyModbusHoldingRegistersDrive(modbusUdpMaster, new ModbusDriveOption()
{
Start = 40, // 虚拟地址偏移
Count = 20,
//Group = "Group",
Name = "UdpDevice1",
SlaveId = 1,
ModbusStart = 10 // 物理设备起始地址
});
await plcBridge.AddDriveAsync(plcDrive3);
```
### 4.4 配置 Modbus 串口设备桥接
```csharp
var modbusRtuMaster = new ModbusRtuMaster();
await modbusRtuMaster.SetupAsync(new TouchSocketConfig()
.SetSerialPortOption(new SerialPortOption()
{
BaudRate = 9600,
DataBits = 8,
Parity = System.IO.Ports.Parity.Even,
PortName = "COM2",
StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One
}));
await modbusRtuMaster.ConnectAsync();
var plcDrive4 = new MyModbusHoldingRegistersDrive(modbusRtuMaster, new ModbusDriveOption()
{
Start = 60, // 虚拟地址偏移
Count = 20,
//Group = "Group",
Name = "SerialDevice1",
SlaveId = 1,
ModbusStart = 20 // 物理设备起始地址
});
await plcBridge.AddDriveAsync(plcDrive4);
```
### 4.5 启动桥接服务
```csharp
await plcBridge.StartAsync();
```
## 五、创建统一访问接口
### 5.1 定义 PLC 数据对象
```csharp
partial class MyPlcObject : PlcObject
{
public MyPlcObject(IPlcBridgeService bridgeService) : base(bridgeService)
{
}
// 以 short 类型访问所有寄存器 (0-79)
[PlcField<short>(Start = 0, Quantity = 80)]
private ReadOnlyMemory<short> m_allInt16Data;
// 以 long 类型访问寄存器 (每4个寄存器合并为1个long)
[PlcField<short>(Start = 0, Quantity = 20)]
private ReadOnlyMemory<long> m_allInt64Data;
// 访问特定 long 数据 (地址59-62)
[PlcField<short>(Start = 59)]
private long m_int64Data;
}
```
### 5.2 使用 PLC 数据对象
```csharp
// 创建PLC数据访问对象
MyPlcObject myPlcObject = new MyPlcObject(plcBridge);
// 写入long数据
var setInt64Result = await myPlcObject.SetInt64DataAsync(1000);
Console.WriteLine($"写入Int64结果: {setInt64Result}");
// 读取long数据
var readInt64Result = await myPlcObject.GetInt64DataAsync();
Console.WriteLine($"读取Int64结果: {readInt64Result}");
// 批量写入short数据
var data = Enumerable.Range(1, 80).Select(i => (short)i).ToArray();
var setAllInt16Result = await myPlcObject.SetAllInt16DataAsync(data);
// 批量读取short数据
var readAllInt16Result = await myPlcObject.GetAllInt16DataAsync();
// 批量读取long数据
var readAllInt64Result = await myPlcObject.GetAllInt64DataAsync();
```
## 六、自定义驱动器实现
```csharp
class MyModbusHoldingRegistersDrive : ModbusHoldingRegistersDrive
{
public MyModbusHoldingRegistersDrive(IModbusMaster master, ModbusDriveOption option)
: base(master, option)
{
}
// 自定义读取操作(添加日志等)
protected override async Task<Result> ExecuteReadAsync(
ExecuteReadableValue<short> readableValue,
CancellationToken token)
{
var result = await base.ExecuteReadAsync(readableValue, token);
Console.WriteLine($"设备类型={this.Master.GetType().Name},读取地址={readableValue.Start + this.ModbusStart},长度={readableValue.Count},结果:{result.ToJsonString()}");
return result;
}
// 自定义写入操作
protected override async Task<Result> ExecuteWriteAsync(
WritableValue<short> writableValue,
CancellationToken token)
{
var result = await base.ExecuteWriteAsync(writableValue, token);
Console.WriteLine($"设备类型={this.Master.GetType().Name},写入地址={writableValue.Start + this.ModbusStart},长度={writableValue.Count},结果:{result.ToJsonString()}");
return result;
}
}
```
## 七、执行流程
### 7.1 初始化阶段
- 创建 PLC Bridge 服务
- 配置并添加各设备驱动器
- 启动桥接服务
### 7.2 数据访问阶段
- 通过统一接口读写数据
- PLC Bridge 自动处理:
* 地址映射转换
* 请求合并优化
* 数据类型转换
* 多设备协同
### 7.3 资源释放
```csharp
await plcBridge.StopAsync();
await modbusTcpMaster.CloseAsync();
await modbusUdpMaster.StopAsync();
await modbusRtuMaster.CloseAsync();
// ...释放其他资源
```
## 八、典型应用场景
1. **跨设备数据采集**:同时从不同协议的设备读取数据
2. **集中控制**:通过单一接口控制多个设备
3. **数据聚合**:将不同设备的数据合并处理
4. **协议转换**:将不同协议统一为标准接口
5. **设备热插拔**:动态添加/移除设备不影响系统运行
## 九、性能优化建议
1. **分组策略**:对实时性要求高的设备使用独立组
2. **批量处理**:使用`ReadOnlyMemory`进行批量读写
3. **地址规划**:将相邻地址分配到同一设备驱动器
4. **缓存机制**:对低频变化数据实现读取缓存
5. **连接复用**同协议设备共享Master连接
## 十、总结
TouchSocket PLC Bridge 通过:
1. **统一访问层** 抽象底层设备差异
2. **智能地址映射** 简化多设备协同
3. **自动优化** 提升通信效率
4. **强类型接口** 保证数据一致性
5. **可扩展架构** 支持灵活定制
解决了工业自动化中多协议设备集成的核心挑战,是构建复杂工业控制系统的理想选择。
## 十一、本文示例
<CardLink link="https://gitee.com/RRQM_Home/TouchSocket/tree/master/examples/PlcBridges/ModbusPlcBridgeConsoleApp"/>

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@@ -4,10 +4,11 @@ title: 历史更新
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import Pro from "@site/src/components/Pro.js";
import CardLink from "@site/src/components/CardLink.js";
### 定义
命名空间TouchSocketPro.PlcBridges <br/>
命名空间TouchSocketPro.PlcBridges <Pro/> <br/>
程序集:[TouchSocketPro.PlcBridges.dll](https://www.nuget.org/packages/TouchSocketPro.PlcBridges)
# TouchSocketPro.PlcBridges 使用说明
@@ -244,3 +245,7 @@ using (var byteBlock = new ByteBlock(1024))
// 处理数据
}
```
## 八、本文示例
<CardLink link="https://gitee.com/RRQM_Home/TouchSocket/tree/master/examples/PlcBridges/PlcBridgesConsoleApp"/>

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@@ -18,7 +18,7 @@ import Highlight from '@site/src/components/Highlight.js';
:::
## v3.1.9
## v3.1.9(10)
**更新日期:** 2025.6.22

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@@ -637,6 +637,11 @@ module.exports =
"type": "doc",
"label": "23.2 PlcBridge服务",
"id": "plcbridgeservice"
},
{
"type": "doc",
"label": "23.3 PlcBridgeModbus",
"id": "plcbridgemodbus"
}
]
}