原创 如何在ALPS系统上模拟MODBUS协议

1.Modbus协议介绍

请想象一下你有一个工厂，里面有许多机器和设备，比如传感器、电机、控制器等，这些设备需要相互通信以便共享数据和执行任务。Modbus协议就像是这些设备之间的一种语言或规则，确保机器和设备能够互相理解和交流。

在Modbus协议中，有一个主设备（通常是一个控制器或计算机）和多个从设备（比如传感器或执行器）。主设备可以向从设备发送指令，要求它们执行某些操作或提供数据。从设备接收到指令后，会根据指令进行相应的操作，并将结果返回给主设备。

举个例子，假设你有一个温度传感器和一个温度控制器，它们之间通过Modbus协议进行通信。

温度传感器是一个从设备，它负责测量环境的温度。温度控制器是一个主设备，它负责接收温度传感器的数据，并根据需要控制其他设备，例如空调或加热器。

读取温度数据：温度控制器可以向温度传感器发送一个读取命令，要求它提供当前的温度数据。温度传感器接收到命令后，会测量温度，并将测量结果返回给温度控制器。温度控制器可以使用这些数据来做出相应的决策，比如调整空调的温度设置。

设置温度阈值：温度控制器可以向温度传感器发送一个写入命令，要求它设置一个新的温度阈值。温度传感器接收到命令后，会将新的温度阈值保存起来，以便后续的温度测量和比较。温度控制器可以通过修改温度阈值来控制其他设备的运行，比如当温度超过阈值时，启动加热器。

多个设备的通信：除了温度传感器和温度控制器之间的通信，Modbus协议还支持多个设备之间的通信。例如，你可以有多个温度传感器和多个温度控制器，它们可以通过Modbus协议相互通信，共享数据和执行任务。这样，你可以建立一个复杂的温度监控和控制系统，以确保整个工厂的温度保持在合适的范围内。

Modbus协议可以通过串口或以太网进行数据传输。串口通常用于较短距离的通信，而以太网适用于更长距离和大规模的通信。

在Modbus协议中，数据传输的格式相对简单。它包含一些特定的信息，比如指令类型、要读取或写入的数据的位置、数据的数量等。这些信息帮助设备之间正确地传输数据。

Modbus协议支持多种数据类型的传输，比如开关状态、整数、浮点数等。这意味着不同类型的设备可以使用Modbus协议进行通信，并传输各种类型的数据。

总之，Modbus协议是一种用于工业设备之间通信的规则，确保它们能够相互交流和共享数据。它通过简单的格式和灵活的数据类型支持，成为工业领域中常用的通信协议之一。

2.在仪表上模拟Modbus协议

2.1.拓扑图

使用信而泰DarYu 2000E应用与安全测试仪同时模拟Modbus主站和从站，主站和从站之间建立Modbus通信，并发送Modbus数据。

2.2.仪表配置步骤

占用端口

点击设备->设备状态，点击相应端口并占用：

网络邻居配置

点击网络->创建网络邻居，输入名称：LAB-loopback，点击确认。设置对应的IP地址，然后保存：

应用流配置

点击管理->应用流，输入“modbus”并执行搜索，然后选择“Default MODBUS UDP Profile”并另存为：

输入名称并确定：

编辑Modbus应用流：

进入Modbus应用流编辑界面，该界面能对Modbus参数进行修改：

选择L4协议类型：

从站参数编辑：

Transaction Flag：目前系统支持四种类型

Function Code：目前系统支持10种常用的Modbus功能码

其他参数根据实际的情况进行修改。

主站参数编辑：

其他参数根据实际的情况进行修改。

另存为Modbus应用流：

添加刚才保存的Modbus应用流并删掉Default MODBUS UDP Flow，最终保存配置：

测试用例配置：

点击测试->创建测试例，输入名称，点击确定。

更换之前创建的网络邻居

添加并编辑测试组件

此时所有配置均完成，最后保存并运行测试用例：

结果与抓包分析：

在实时统计结果里分别可以查看Modbus的会话数和吞吐量等指标：

在测试运行过程中可以实时捕获

报文进行分析：

下面是实时抓取的Modbus报文：