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数据接口与通信协议
在工业自动化领域，数据接口与通信协议是实现不同系统之间数据交换和协同工作的关键。对于SiemensAMI软件的二次开发，了解和掌握这些协议是必不可少的。本节将详细介绍AMI软件中常用的数据接口和通信协议，包括MODBUS、OPCUA、PROFIBUS和PROFINET等，并提供具体的代码示例和数据样例。
MODBUS协议
MODBUS是一种广泛使用的工业通信协议，最初由Modicon公司在1979年开发，用于PLC（可编程逻辑控制器）之间的通信。MODBUS协议支持多种物理接口，如RS-232、RS-485和以太网，其中以MODBUSTCP最为常见。
原理
MODBUS协议采用主从结构，主设备发起请求，从设备响应请求。协议支持两种数据传输模式：ASCII和RTU。ASCII模式使用文本字符，RTU模式使用二进制数据。MODBUSTCP是基于以太网的MODBUS协议，使用TCP/IP协议栈进行数据传输。
内容
MODBUSTCP请求和响应
MODBUSTCP请求和响应数据包格式如下：
请求数据包格式：
事务标识符（2字节）
协议标识符（2字节）
长度（2字节）
单元标识符（1字节）
功能码（1字节）
数据（可变长度）
响应数据包格式：
事务标识符（2字节）
协议标识符（2字节）
长度（2字节）
单元标识符（1字节）
功能码（1字节）
数据（可变长度）
常用功能码
01(0x01)：读取线圈状态
02(0x02)：读取离散输入状态
03(0x03)：读取保持寄存器
04(0x04)：读取输入寄存器
05(0x05)：写单个线圈
06(0x06)：写单个保持寄存器
15(0x0F)：写多个线圈
16(0x10)：写多个保持寄存器
代码示例
读取保持寄存器
importsocket
#MODBUSTCP请求函数
defmodbus_tcp_request(ip,port,unit_id,function_code,start_address,quantity):
#创建MODBUSTCP请求数据包
transaction_id=0x0001#事务标识符
protocol_id=0x0000#协议标识符
length=0x0006#数据长度
unit_id=unit_id#单元标识符
function_code=function_code#功能码
start_address=start_address#起始地址
quantity=quantity#读取数量
#构建请求数据包
request=struct.pack(HHHHBB,transaction_id,protocol_id,length,unit_id,function_code,start_address,quantity)
#创建TCP连接
sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((ip,port))
#发送请求
sock.send(request)
#接收响应
response=sock.recv(1024)
sock.close()
returnresponse
#读取保持寄存器示例
ip=0
port=502
unit_id=0x01
function_code=0x03
start_address=0x0000
quantity=10
response=modbus_tcp_request(ip,port,unit_id,function_code,start_address,quantity)
#解析响应数据包
ifresponse:
transaction_id,protocol_id,length,unit_id,function_code=struct.unpack(HHHBB,response[:8])
data_length=length-1
data=struct.unpack(%dB%data_length,response[8:8+data_leng