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모드버스 사용자 지정 명령

이 예는 사용자 지정 모드버스 기능 코드를 처리하는 방법을 보여줍니다.

이 예제는 단일 애플리케이션에서 모드버스 클라이언트와 서버 역할을 모두 수행합니다. 이들 간의 연결은 Modbus TCP를 통해 설정됩니다. 사용자 지정 Modbus 요청을 보내고 받는 데 사용되며 요청 및 응답에 따라 내부 상태를 조정합니다.

이 예제의 주요 목적은 사용자 지정 모드버스 기능 코드를 처리하는 모드버스 클라이언트 또는 모드버스 서버를 구현하는 방법에 대한 몇 가지 데모 코드를 제공하는 것입니다.

사용자 정의 모드버스 기능 코드

모드버스 프로토콜은 1 - 127 (0x01 - 0x7F HEX) 범위의 기능 코드를 지원합니다. 대부분의 기능 코드는 잘 정의되어 있고 공개적으로 문서화되어 있습니다. 그러나 사용자 정의 기능에 사용할 수 있는 두 가지 범위가 있습니다. 65 - 72 (0x41 - 48 HEX) 과 100 - 110 (0x64 - 0x6E HEX) 입니다. 사용자는 이 범위에서 기능 코드를 선택하여 사용자 정의 방식으로 처리할 수 있습니다.

이 애플리케이션은 함수 코드 65 (0x41 HEX) 를 사용하여 CustomRead 명령을 구현하고 함수 코드 66 (0x42 HEX) 를 사용하여 CustomWrite 명령을 구현합니다. 이 예제에서 사용자 정의 명령은 단순히 Holding Registers 을 읽고 쓰는 데 사용됩니다.

사용자 지정 모드버스 명령 보내기

사용자 지정 모드버스 명령은 QModbusClient::sendRawRequest() 메서드를 사용하여 전송합니다. 이 메서드를 사용하려면 원하는 함수 코드와 인자 목록이 포함된 QModbusRequest 객체를 생성해야 하며, 이 객체는 QByteArray 로 인코딩됩니다:

    QModbusDataUnit 단위 { QModbusDataUnit::HoldingRegisters, ui->startAddress->value(),        qMin(ui->numberOfRegisters->currentText().toUShort(),
            quint16(10 -  ui->startAddress->value())) // 10개 항목 초과 금지}; for (qsizetype i = 0, total = unit.valueCount(); i < total; ++i) unit.setValue(i,  m_model->m_registers[i + unit.startAddress()]); const quint8 byteCount = quint8(unit.valueCount() * 2);   QModbusRequest writeRequest { QModbusPdu::FunctionCode(ModbusClient::CustomWrite),        quint16(unit.startAddress()),        quint16(unit.valueCount()), byteCount, unit.values() };

QModbusClient::sendRawRequest() 메서드는 평소와 같이 오류를 확인하는 데 사용할 수 있는 QModbusReply 객체를 반환합니다:

    if (auto *reply = m_client.sendRawRequest(writeRequest, ui->serverAddress->value())) {
        if (!reply->isFinished()) {
            connect(reply, &QModbusReply::finished, this, [this, reply]() {
                if (reply->error() == QModbusDevice::ProtocolError) {
                    statusBar()->showMessage(tr("Write response error: %1 (Modbus exception: 0x%2)")
                        .arg(reply->errorString()).arg(reply->rawResult().exceptionCode(), -1, 16),
                        5000);
                } else if (reply->error() != QModbusDevice::NoError) {
                    statusBar()->showMessage(tr("Write response error: %1 (code: 0x%2)").
                        arg(reply->errorString()).arg(reply->error(), -1, 16), 5000);
                }

                reply->deleteLater();
                }
            );
        }
    } else {
        statusBar()->showMessage(tr("Write error: ") + m_client.errorString(), 5000);
    }

커스텀 모드버스 서버

사용자 정의 서버는 QModbusTcpServer 클래스에서 파생됩니다. QModbusServer::processPrivateRequest () 메서드를 재정의합니다.

class ModbusServer : public QModbusTcpServer
{
    Q_OBJECT
    Q_DISABLE_COPY_MOVE(ModbusServer)

public:
    ModbusServer(QObject *parent = nullptr);

private:
    QModbusResponse processPrivateRequest(const QModbusPdu &request) override;
};

기본 서버 클래스는 사용자 정의 함수 코드가 포함된 명령이 수신되면 processPrivateRequest() 메서드를 호출합니다.

사용자 정의 구현은 요청된 레지스터 값으로 QModbusResponse 을 생성하여 CustomRead 명령을 처리합니다:

    if (ModbusClient::CustomRead == request.functionCode()) {
        quint16 startAddress, count;
        request.decodeData(&startAddress, &count);

        QModbusDataUnit unit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters, startAddress, count);
        if (!data(&unit)) {
            return QModbusExceptionResponse(request.functionCode(),
                QModbusExceptionResponse::IllegalDataAddress);
        }
        return QModbusResponse(request.functionCode(), startAddress, quint8(count * 2), unit.values());
    }

CustomWrite 명령 처리에는 수신된 QModbusPdu 에서 새 값을 추출하고 실제 값 업데이트를 수행한 다음 실제로 업데이트된 레지스터가 포함된 QModbusResponse 를 반환하는 작업이 포함됩니다:

    if (ModbusClient::CustomWrite == request.functionCode()) {
        quint8 byteCount;
        quint16 startAddress, numberOfRegisters;
        request.decodeData(&startAddress, &numberOfRegisters, &byteCount);

        if (byteCount % 2 != 0) {
            return QModbusExceptionResponse(request.functionCode(),
                QModbusExceptionResponse::IllegalDataValue);
        }

        const QByteArray pduData = request.data().remove(0, WriteHeaderSize);
        QDataStream stream(pduData);

        QList<quint16> values;
        for (int i = 0; i < numberOfRegisters; i++) {
            quint16 tmp;
            stream >> tmp;
            values.append(tmp);
        }

        if (!writeData({QModbusDataUnit::HoldingRegisters, startAddress, values})) {
            return QModbusExceptionResponse(request.functionCode(),
                QModbusExceptionResponse::ServerDeviceFailure);
        }

        return QModbusResponse(request.functionCode(), startAddress, numberOfRegisters);
    }

커스텀 모드버스 클라이언트

사용자 지정 클라이언트는 QModbusTcpClient 클래스에서 파생됩니다. QModbusClient::processPrivateResponse () 메서드를 재정의합니다.

class ModbusClient : public QModbusTcpClient
{
    Q_OBJECT
    Q_DISABLE_COPY_MOVE(ModbusClient)

public:
    ModbusClient(QObject *parent = nullptr);

    static constexpr QModbusPdu::FunctionCode CustomRead {QModbusPdu::FunctionCode(0x41)};
    static constexpr QModbusPdu::FunctionCode CustomWrite {QModbusPdu::FunctionCode(0x42)};

private:
    bool processPrivateResponse(const QModbusResponse &response, QModbusDataUnit *data) override;
};

기본 클라이언트 클래스는 processPrivateResponse() 메서드를 호출하여 사용자 정의 함수 코드로 서버 응답을 처리합니다.

사용자 정의 구현은 CustomRead 및 CustomWrite 함수 코드로 응답을 처리합니다:

bool ModbusClient::processPrivateResponse(const QModbusResponse &response, QModbusDataUnit *data)
{
    if (!response.isValid())
        return QModbusClient::processPrivateResponse(response, data);

    if (CustomRead == response.functionCode())
        return collateBytes(response, data);

    if (CustomWrite == response.functionCode())
        return collateMultipleValues(response, data);
    return QModbusClient::processPrivateResponse(response, data);
}

CustomRead 응답은 제공된 QModbusPdu 을 디코딩하고 요청된 레지스터의 값을 추출하여 처리합니다:

static bool collateBytes(const QModbusPdu &response, QModbusDataUnit *data)
{
    if (response.dataSize() < MinimumReadResponseSize)
        return false;

    quint16 address; quint8 byteCount;
    response.decodeData(&address, &byteCount);

    if (byteCount % 2 != 0)
        return false;

    if (data) {
        QDataStream stream(response.data().remove(0, 3));

        QList<quint16> values;
        const quint8 itemCount = byteCount / 2;
        for (int i = 0; i < itemCount; i++) {
            quint16 tmp;
            stream >> tmp;
            values.append(tmp);
        }
        *data = {QModbusDataUnit::HoldingRegisters, address, values};
    }
    return true;
}

CustomWrite 응답은 단순히 응답 매개변수의 유효성을 검사하여 처리합니다:

static bool collateMultipleValues(const QModbusPdu &response, QModbusDataUnit *data)
{
    if (response.dataSize() != WriteResponseSize)
        return false;

    quint16 address, count;
    response.decodeData(&address, &count);

    if (count < 1 || count > 10)
        return false;

    if (data)
        *data = {QModbusDataUnit::HoldingRegisters, address, count};
    return true;
}

예제 실행

에서 예제를 실행하려면 Qt Creator에서 Welcome 모드를 열고 Examples 에서 예제를 선택합니다. 자세한 내용은 예제 빌드 및 실행하기를 참조하세요.

이 예제는 다른 애플리케이션과 함께 사용할 수 없습니다. 예제가 시작되면 애플리케이션 자체 내에서만 사용자 지정 모드버스 명령을 교환할 수 있습니다. 클라이언트와 서버 간의 모든 상호 작용은 Modbus TCP 프로토콜을 사용합니다.

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