基于C# 和 NModbus 库的 Modbus TCP 通信示例源码

基于 C# 和 NModbus 库的 Modbus TCP 通信示例源码，包含 客户端（Master） 和 服务器端（Slave） 的实现，支持读写寄存器、线圈等操作。

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一、环境准备

1. NuGet 依赖安装

   在项目中安装 NModbus库（支持 .NET Framework 和 .NET Core）：

   Install-Package NModbus
   

2. 网络配置 Modbus TCP 默认端口为 502，需确保防火墙开放该端口。 从站地址（Unit ID）范围：1~247（默认 1）。

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二、Modbus TCP 客户端（Master）示例

1. 同步读写操作

using System;
using System.Net.Sockets;
using Modbus.Device;

class ModbusTcpClientDemo
{
    static void Main()
    {
        string ipAddress = "192.168.1.100"; // 从站 IP
        int port = 502;                     // Modbus TCP 端口
        ushort unitId = 1;                // 从站地址

        using (TcpClient client = new TcpClient(ipAddress, port))
        {
            ModbusTcpMaster master = ModbusTcpMaster.CreateIp(client);

            try
            {
                // 读取保持寄存器（地址0，长度10）
                ushort startAddr = 0;
                ushort numRegs = 10;
                ushort[] registers = master.ReadHoldingRegisters(unitId, startAddr, numRegs);

                Console.WriteLine("读取保持寄存器结果：");
                for (int i = 0; i < registers.Length; i++)
                {
                    Console.WriteLine($"地址 {startAddr + i}: {registers[i]}");
                }

                // 写入单个寄存器（地址0，值1234）
                ushort writeAddr = 0;
                ushort writeValue = 1234;
                master.WriteSingleRegister(unitId, writeAddr, writeValue);
                Console.WriteLine($"写入寄存器 {writeAddr} 成功，值为 {writeValue}");

            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"通信错误：{ex.Message}");
            }
        }
    }
}

2. 异步读写操作

using System;
using System.Net.Sockets;
using Modbus.Device;
using System.Threading.Tasks;

class ModbusTcpAsyncDemo
{
    static async Task Main()
    {
        string ipAddress = "192.168.1.100";
        int port = 502;
        ushort unitId = 1;

        using (TcpClient client = new TcpClient())
        {
            await client.ConnectAsync(ipAddress, port);
            ModbusTcpMaster master = ModbusTcpMaster.CreateIp(client);

            try
            {
                // 异步读取保持寄存器
                ushort startAddr = 0;
                ushort numRegs = 10;
                ushort[] registers = await master.ReadHoldingRegistersAsync(unitId, startAddr, numRegs);

                Console.WriteLine("异步读取结果：");
                foreach (var reg in registers)
                {
                    Console.Write(reg + " ");
                }

                // 异步写入多个线圈
                ushort startCoil = 0;
                bool[] coilValues = { true, false, true };
                await master.WriteCoilsAsync(unitId, startCoil, coilValues);

            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"异步通信错误：{ex.Message}");
            }
            finally
            {
                client.Close();
            }
        }
    }
}

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三、Modbus TCP 服务器端（Slave）示例

1. 基础服务器实现

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using Modbus.Device;
using Modbus.Utility;

class ModbusTcpSlaveDemo
{
    static void Main()
    {
        ushort slaveId = 1;        // 从站 ID
        int port = 502;            // 监听端口

        using (TcpListener listener = new TcpListener(IPAddress.Any, port))
        {
            listener.Start();
            Console.WriteLine($"Modbus TCP 从站已启动，监听端口 {port}...");

            ModbusSlave slave = ModbusTcpSlave.CreateTcp(slaveId, listener);
            slave.DataStore = DataStoreFactory.CreateDefaultDataStore(); // 初始化数据存储

            // 模拟数据更新（例如传感器数据）
            System.Timers.Timer timer = new System.Timers.Timer(1000);
            timer.Elapsed += (s, e) =>
            {
                ushort[] holdingRegs = slave.DataStore.HoldingRegisters;
                for (int i = 0; i < holdingRegs.Length; i++)
                {
                    holdingRegs[i] = (ushort)(i + (int)(DateTime.Now.Second * 0.5)); // 动态数据
                }
            };
            timer.Start();

            slave.Listen(); // 开始监听请求
            Console.WriteLine("按任意键退出...");
            Console.ReadKey();
            slave.Stop();
        }
    }
}

2. 自定义数据处理（事件驱动）

using System;
using Modbus.Device;
using Modbus.Utility;

class CustomModbusSlave
{
    public static void Main()
    {
        ushort slaveId = 1;
        int port = 502;

        using (TcpListener listener = new TcpListener(IPAddress.Any, port))
        {
            listener.Start();
            ModbusSlave slave = ModbusTcpSlave.CreateTcp(slaveId, listener);
            slave.DataStore = DataStoreFactory.CreateDefaultDataStore();

            // 注册事件处理
            slave.ModbusSlaveRequestReceived += (sender, e) =>
            {
                Console.WriteLine($"收到请求：功能码 {e.Message.FunctionCode}，地址 {e.Message.StartAddress}，长度 {e.Message.Quantity}");
            };

            slave.Listen();
            Console.WriteLine("自定义从站运行中，按任意键退出...");
            Console.ReadKey();
            slave.Stop();
        }
    }
}

参考代码 modbus tcp通讯 示例源码 www.youwenfan.com/contentcnn/93804.html

四、关键功能说明

1. 数据存储区 保持寄存器（Holding Registers）：地址从 0 开始，用于存储可读写的 16 位数据（如传感器值）。 输入寄存器（Input Registers）：地址从 0 开始，仅支持读取（如设备状态）。 线圈（Coils）：布尔值（0/1），地址从 0 开始。 离散输入（Discrete Inputs）：只读布尔值。
2. 异常处理 捕获 ModbusSlaveException处理协议错误（如非法地址）。 设置超时时间：master.Transport.ReadTimeout = 3000;（单位：毫秒）。
3. 性能优化 批量读写：使用 ReadMultipleRegisters和 WriteMultipleRegisters减少网络开销。 多线程处理：服务器端使用异步监听（async/await）提升并发能力。

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五、测试工具推荐

1. Modbus Poll（Windows） 功能：模拟主站，发送读写请求，验证从站响应。 下载地址：Modbus Poll /www.modbusdriver.com/software/modbus-poll.html)
2. Modbus Slave（Windows） 功能：模拟从站，提供数据存储和响应。