张大头 电机驱动模块 modbus-rtu 通信 pymodbus 3.8.3

合集 - 一个有点复杂的项目-MVC(4)

1.搭建基于tkinter的一个View框架，实现多个页面切换01-302.搭建基于tkinter的一个View框架，实现多个页面切换（续）01-303.主窗口+子窗口 实现复杂GUI模式01-30

4.张大头 电机驱动模块 modbus-rtu 通信 pymodbus 3.8.301-31

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# pymodbus 3.8.3

# Y轴  30齿  有减速机 变速比 19：1  距离变角位移：360/30/2*Sy_mm*19  地址 2
# X轴  丝杠1204      每周移动4mm   距离变角位移：360/4*Sx_mm        地址 3
# Z轴  20齿  无减速机              距离变角位移：360/20/2*Sz_mm     地址 4
# GT2同步皮带  齿距离2mm

from pymodbus.client.serial import ModbusSerialClient

from pymodbus.payload import BinaryPayloadBuilder


class MotorRTU:
    def __init__(self, x_port='COM3', x_baud=115200,x_parity='N',x_stop_bits=1,x_byte_size=8):
        # 配置串行通信参数
        self.client = ModbusSerialClient(
            #method='rtu',        # 使用RTU模式
            port=x_port,         # 串行端口，根据你的设备连接情况修改
            baudrate=x_baud,       # 波特率，与你的设备设置相匹配
            timeout=3,           # 超时时间（秒）
            parity=x_parity,          # 校验位：无（N），奇（O），偶（E）
            stopbits=x_stop_bits,          # 停止位：1
            bytesize=x_byte_size           # 数据位：8
        )

        self.reg_list = list()

    # 在Modbus协议中，功能码0x04（十六进制表示）用于读取输入寄存器（Input Registers）
    def read_04(self,reg_address =0x0046,reg_count=3,slave_address =1):
        #清空，准备放新的结果
        self.reg_list.clear()
        ret = False
        # 连接到Modbus RTU服务器
        if self.client.connect():
            print("成功连接到Modbus RTU服务器")
           # 读取输入寄存器
            address = reg_address   # 寄存器起始地址（从0开始）
            count   = reg_count     # 要读取的寄存器数量
            result = self.client.read_input_registers(address,count=count,slave=slave_address)#功能码号 04

            # 检查读取是否成功
            if not result.isError():
                print("读取成功")
                for register in result.registers:
                    self.reg_list.append(register)
                    print(f"寄存器值: {register}")
                ret = True
            else:
                print("读取失败")
            # 关闭连接
            self.client.close()

        else:
            print("无法连接到Modbus RTU服务器")
        return ret

    #在Modbus协议中，功能码0x06（十六进制表示）用于预置单个寄存器（Preset Single Register）
    def write_06(self,reg_address =0x000E,reg_value=0x0001,slave_address =1):
        # 要写入的值（注意：Modbus寄存器通常存储16位值）
        value = reg_value  # 示例值，确保它在0到65535的范围内
        # 将值转换为两个字节（Modbus寄存器是16位的）
        value_bytes = value.to_bytes(2, byteorder='big')  # 大端序，根据设备文档可能需要调整

        # 地址（注意：地址可能因设备而异）
        address = reg_address  # 示例地址
        ret = False
        try:
            # 连接到Modbus服务器（从设备）
            if self.client.connect():
                # 预置单个寄存器（功能码0x06）
                # 注意：pymodbus的write_register方法内部处理了功能码0x06的调用
                result = self.client.write_register(address, int.from_bytes(value_bytes, byteorder='big'),slave=slave_address)

                # 检查写入是否成功
                if result.isError():
                    print("写入失败，错误代码：", result.status)
                else:
                    print("写入成功")
                    ret = True
            else:
                print("无法连接到Modbus服务器")
        except Exception as e:
            print("发生异常：", e)
        finally:
            # 关闭连接
            self.client.close()
            print("已关闭连接")
            return ret
    def  write_10(self, reg_address =0x00F0, reg_list=None, slave_address =1):
        # 要写入的数据（这里以两个16位寄存器为例，每个寄存器存储一个无符号整数）
        # 要写入的数据（这里以两个16位寄存器为例，每个寄存器存储一个无符号整数）
        if reg_list is None:
            reg_list = [0x0000,0x0000 ]
        values = reg_list # 示例值
        ret = False
        # 尝试连接到Modbus服务器（从设备）并写入数据
        try:
            if self.client.connect():
                # 写入多个保持寄存器（功能码10H）
                # 注意：unit参数对应于从设备的地址或ID，根据设备配置设置
                # 直接将值列表传递给write_registers方法
                result = self.client.write_registers(address=reg_address, values=values, slave=slave_address )

                # 检查写入是否成功
                if result.isError():
                    print("写入失败，错误代码：", result.status)
                else:
                    print("写入成功")
                    ret = True
            else:
                print("无法连接到Modbus服务器")
        except Exception as e:
            print("发生异常：", e)
        finally:
            # 关闭连接
            self.client.close()
            print("已关闭连接")
            return ret

    #"解除堵转控制" 的英文可以翻译为 "Deactivate Stall Control" 或 "Disable Stall Prevention Control"。
    # 在这里，“stall”指的是电机或机械设备在负载过大时停止转动的状态，而“control”指的是对这种情况进行控制或预防的机制。
    def deactivate_stall_ctrl(self,motor_id =0x01):#串口地址
        ret = self.write_06(reg_address=0x000E, reg_value=0x0001, slave_address=motor_id )
        return ret

    # 不得超过65535
    # 按照梯形曲线控制电机速度、加速度，运行指定的角位移，单位度

    def trapezoid_position_ctrl(self,
                                motor_id =0x01,      #串口地址
                                is_ccw_direction = 1,# 方向 cw：0
                                positive_acceleration = 2000,# RPM/s
                                negative_acceleration = 2000,# RPM/s
                                max_speed =2000,             # 最高RPM
                                angular_displacement=36000,  # 角位移，度
                                is_absolute_angular = 0):    # 0，相对角位移
                                                             #相对运动是以当前位置角度为起点进行相对位置运动，绝对运动是
                                                             #以上电时/清零后的位置角度为零点进行绝对位置坐标运动
        # 按照梯形曲线控制电机速度、加速度，运行指定的角位移，单位度
        low_word_angular_displacement =angular_displacement%0x10000
        high_word_angular_displacement =angular_displacement>>16

        values =[is_ccw_direction,positive_acceleration,negative_acceleration,max_speed,low_word_angular_displacement,high_word_angular_displacement,is_absolute_angular]
        ret = self.write_10(reg_address=0x00F6, reg_list=values, slave_address=motor_id)
        return ret

    #力矩模式控制的英文翻译是 "Torque Mode Control"。在这个模式下，电机或执行器的输出力矩（或扭矩）是被直接控制的变量，
    #而不是速度或位置。力矩模式控制常用于需要精确控制输出力或扭矩的应用中，如机器人关节驱动、精密加工设备等。
    def torque_limit_ctrl(self,
                          motor_id =0x01,          #串口地址
                          is_ccw_direction=0x0000, #方向 cw：0
                          current_slope=5000,      #电流斜率(Ma/s)
                          torque_current=100):    #力矩电流(Ma)
        values = [is_ccw_direction, current_slope,torque_current,0]
        ret = self.write_10(reg_address=0x00E2, reg_list=values, slave_address=motor_id)
        return ret




# 使用示例
if __name__ == "__main__":
    motor_rtu= MotorRTU()
    #motor_rtu.read_04(reg_address =0x0046,reg_count=3,slave_address =1)
    #motor_rtu.write_06(reg_address =0x000E,reg_value=0x0001,slave_address =1)
    #motor_rtu.write_10(reg_address=0x00F0, reg_list=[0,2000,36000,0,0], slave_address=1)
    motor_rtu.trapezoid_position_ctrl(
        motor_id=0x01,  # Serial port address of the motor (电机串口地址)
        is_ccw_direction=0,  # Direction of rotation (1 for counterclockwise, 0 for clockwise) (旋转方向，1为逆时针，0为顺时针)
        positive_acceleration=2000,  # Acceleration rate in RPM per second when accelerating (加速时的加速度，单位：RPM/s)
        negative_acceleration=2000,  # Deceleration rate in RPM per second when decelerating (减速时的减速度，单位：RPM/s)
        max_speed=5000,  # Maximum speed of the motor in RPM (电机的最高速度，单位：RPM)
        angular_displacement=36000,  # Angular displacement in degrees (角位移，单位：度)
        is_absolute_angular=0  # 0 for relative angular displacement, 1 for absolute (0表示相对角位移，1表示绝对角位移)
    )

    motor_rtu.deactivate_stall_ctrl(motor_id =0x01)#串口地址

    # motor_rtu.torque_limit_ctrl(  #单纯力矩控制
    #     motor_id=0x01,            # Serial port address of the motor (电机的串口地址)
    #     is_ccw_direction=0x0000,  # Direction flag (0x0000 for clockwise, potentially other values for counterclockwise or to indicate no specific direction) (方向标志，0x0000表示顺时针，其他值可能表示逆时针或无特定方向)
    #     current_slope=5000,       # Current slope in milliamperes per second (mA/s) (电流斜率，单位：毫安/秒)
    #     torque_current=120        # Torque current in milliamperes (mA) (力矩电流，单位：毫安)
    # )