ModbusPal模拟器使用说明 – 杨跑跑的私人空间

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一、工具介绍

ModbusPal是一个开源工具，用于模拟和测试 Modbus 设备和网络。它允许用户创建虚拟的 Modbus 从站（Slave），并配置这些从站的寄存器和通信参数，从而方便地测试 Modbus 主站（Master）的通信和操作。

ModbusPal主要有以下优势：

可以通过脚本方式快速部署模拟器，且支持TCP端口的自定义
从站寄存器值可通过模拟函数随机生成
开源免费

本文主要介绍如何部署ModbusPal模拟器及自行定制的方式。同时也会介绍如何在Node-Red上读取ModbusPal模拟生成的数据。

二、工具源码及二次开发说明

ModbusPal的工具源码可从 https://sourceforge.net/p/modbuspal/code/HEAD/tree/获取。需要说明的是，开源发布的最新版本是1.6c。但本文介绍的ModbusPal是在1.6c的基础上经过二次开发生成的。

之所以需要进行二次开发，主要是因为ModbusPal支持配置同一IP同一端口下配置多个Slave。但据此生成的配置文件在ModbusPal重启后会无法导入。相关调用栈如下：

6月 12, 2024 2:59:04 下午 modbuspal.main.ModbusPalPane$20 run
严重: null
java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "modbuspal.slave.ModbusSlaveAddress.getIpAddress()" because "id" is null
        at modbuspal.main.ModbusPalProject2.getMatchingSlaveAddress(ModbusPalProject2.java:178)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject2.getModbusSlave(ModbusPalProject2.java:204)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject2.getModbusSlave(ModbusPalProject2.java:270)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject.addModbusSlave(ModbusPalProject.java:1275)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject.loadSlaves(ModbusPalProject.java:377)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject.<init>(ModbusPalProject.java:155)
        at modbuspal.main.ModbusPalProject.load(ModbusPalProject.java:100)
        at modbuspal.main.ModbusPalPane.loadProject(ModbusPalPane.java:1355)
        at modbuspal.main.ModbusPalPane$20.run(ModbusPalPane.java:1949)
        at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:1583)

为解决以上问题，对ModbusPal进行了二次开发，相关PATCH如下：

diff --git a/src/modbuspal/main/ModbusPalProject.java b/src/modbuspal/main/ModbusPalProject.java
index 2dcfdb8..35d1b17 100644
--- a/src/modbuspal/main/ModbusPalProject.java
+++ b/src/modbuspal/main/ModbusPalProject.java
@@ -488,8 +488,18 @@ implements ModbusPalXML
                slaveAddress = XMLTools.getAttribute(ModbusPalXML.XML_SLAVE_ID_ATTRIBUTE, parentSlave);
                try
                {
-                       ModbusSlaveAddress msa = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName( slaveAddress ) );
-                       slave = getModbusSlave(msa);
+                    ModbusSlaveAddress msa;
+                    int openParenIndex = slaveAddress.indexOf('(');
+                    if (openParenIndex == -1) {
+                        msa = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName( slaveAddress ) );
+                    } else {
+                        String ipaddress = slaveAddress.substring(0, openParenIndex);
+                        msa = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName(ipaddress));
+                        int closeParenIndex = slaveAddress.indexOf(')');
+                        String rtu_id = slaveAddress.substring(openParenIndex + 1, closeParenIndex);
+                        msa.setRtuAddress(Integer.parseInt(rtu_id));
+                    }
+                   slave = getModbusSlave(msa);
                }
                catch (UnknownHostException exception)
                {
diff --git a/src/modbuspal/slave/ModbusSlave.java b/src/modbuspal/slave/ModbusSlave.java
index 927f76e..91680e5 100644
--- a/src/modbuspal/slave/ModbusSlave.java
+++ b/src/modbuspal/slave/ModbusSlave.java
@@ -635,7 +635,16 @@ implements ModbusPalXML, ModbusConst
                String id = XMLTools.getAttribute(XML_SLAVE_ID_ATTRIBUTE, node);
                try
                {
-                       slaveId = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName( id ) );
+                    int openParenIndex = id.indexOf('(');
+                    if (openParenIndex == -1) {
+                        slaveId = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName( id ) );
+                    } else {
+                        String ipaddress = id.substring(0, openParenIndex);
+                        slaveId = new ModbusSlaveAddress( InetAddress.getByName(ipaddress));
+                        int closeParenIndex = id.indexOf(')');
+                        String rtu_id = id.substring(openParenIndex + 1, closeParenIndex);
+                        slaveId.setRtuAddress(Integer.parseInt(rtu_id));
+                    }
                }
                catch (UnknownHostException exception)
                {

三、 ModbusPal基本使用

1. 软件依赖

1.1 OpenJDK

ModbusPal是使用Java开发，其形态为一个JAR（Java Archive）包。因此要运行ModbusPal，需要安装JDK环境。在Windows上安装JDK环境可使用微软官方提供的JDK安装包，见：https://www.microsoft.com/openjdk。

1.2 RXTX

RXTX是一个开源的Java库，用于通过串行和并行端口进行通信。它提供了对串行通信的访问，使得Java应用程序能够读取和写入串口数据。ModbusPal使用该库进行串口通信。因此在安装JDK后，需要将rxtx相关的库文件拷贝到JDK目录下。假设安装的Microsoft OpenJDK的安装路径为C:\Program Files\Microsoft\jdk-21.0.3.9-hotspot，那么需要将rxtxParallel.dll和rxtxSerial.dll两个文件拷贝到C:\Program Files\Microsoft\jdk-21.0.3.9-hotspot\bin目录下。

需要注意的是，rxtxParallel.dll和rxtxSerial.dll 这两个文件在windows上有x86和x64平台之分。还需要根据使用的windows平台选择合适的代码库文件。