# WorkpieceHole 工件孔定位 - Modbus TCP 通信协议

## 1. 系统架构

```
┌─────────────────┐      Modbus TCP      ┌─────────────────────┐
│                 │◄────────────────────►│                     │
│   3D视觉系统     │      192.168.0.88    │  汇川PLC-easy320    │
│  (Modbus客户端)  │         :502         │  (Modbus服务端)     │
│                 │                      │                     │
└─────────────────┘                      └─────────────────────┘
```

## 2. 网络配置

| 设备 | IP地址 | 端口 | 角色 |
|------|--------|------|------|
| 3D视觉系统 | - | - | Modbus TCP 客户端 |
| 汇川PLC-easy320 | 192.168.0.88 | 502 | Modbus TCP 服务端 |

## 3. 地址映射规则

汇川PLC D寄存器与Modbus保持寄存器地址映射关系：

```
代码协议地址 = D寄存器地址 + 1

示例：
  D1000 -> 代码协议地址 1001
  D1002 -> 代码协议地址 1003
  D2000 -> 代码协议地址 2001
```

## 4. 寄存器地址定义

### 4.1 控制寄存器

| PLC寄存器 | 代码协议地址 | 类型 | 读/写 | 说明 |
|-----------|------------|------|-------|------|
| D1000 | 1001 | uint16 | R/W | 拍照请求（1=相机1检测，2=相机2检测） |
| D1002 | 1003 | uint16 | W | 检测结果状态码（见下表） |

### 4.2 检测结果状态码（D1002）

| 状态码 | 含义 | 说明 |
|--------|------|------|
| 1 | 检测成功 | 检测正确完成且有结果，坐标数据已写入D2000 |
| 10 | 结果为空 | 检测正确完成但未找到工件 |
| 11 | 检测失败 | 算法检测过程出错 |
| 12 | 相机失败 | 相机打开或连接失败 |

### 4.3 坐标数据寄存器（D2000起，1个点）

检测成功时，将第一个工件的坐标写入 D2000-D2011，包含6个float值（X, Y, Z, Pitch, Roll, Yaw），每个float占用2个寄存器（大端序），共12个寄存器。

| PLC寄存器 | 代码协议地址 | 类型 | 说明 |
|-----------|------------|------|------|
| D2000-D2001 | 2001-2002 | float (大端) | X坐标 (mm) |
| D2002-D2003 | 2003-2004 | float (大端) | Y坐标 (mm) |
| D2004-D2005 | 2005-2006 | float (大端) | Z坐标 (mm) |
| D2006-D2007 | 2007-2008 | float (大端) | Pitch角度 (°) |
| D2008-D2009 | 2009-2010 | float (大端) | Roll角度 (°) |
| D2010-D2011 | 2011-2012 | float (大端) | Yaw角度 (°) |

> **注意**:
> - 每个float值占用2个寄存器，采用IEEE 754单精度浮点数格式
> - 大端序（Big-Endian）：高位字在低地址寄存器，低位字在高地址寄存器
> - 仅写入第一个工件的坐标数据

## 5. 通信流程

```
时序图：

3D视觉系统                      汇川PLC
    │                              │
    │   轮询读取D1000(地址1001)    │
    │◄─────────────────────────────│
    │                              │
    │   D1000=1或2 (拍照请求)      │
    │◄─────────────────────────────│
    │   (1=相机1检测, 2=相机2检测)  │
    │                              │
    │   写0到D1000(地址1001)       │
    │─────────────────────────────►│
    │                              │
    │   [执行拍照和算法处理]        │
    │                              │
    │   写坐标到D2000(地址2001)开始│
    │─────────────────────────────►│  (仅检测成功时)
    │                              │
    │   写状态码到D1002(地址1003)   │
    │─────────────────────────────►│  (1/10/11/12)
    │                              │
```

### 5.1 详细流程说明

1. **轮询拍照请求**
   - 3D系统持续轮询读取PLC的D1000寄存器（代码协议地址1001）
   - 轮询间隔：100ms（可配置）
   - 使用边沿检测：只在0→非零变化时触发
   - D1000=1 触发相机1检测，D1000=2 触发相机2检测

2. **拍照执行**
   - 检测到D1000为非零后，立即写0到D1000清除请求
   - 暂停轮询，根据D1000的值选择对应相机
   - 触发相机拍照，执行工件孔定位算法

3. **坐标输出**（仅检测成功时）
   - 算法处理完成后，将坐标数据写入PLC的D2000开始的寄存器
   - 代码协议地址：2001-2012（单点12个寄存器，6个float值）
   - 数据格式：IEEE 754单精度浮点数，大端序

4. **结果通知**
   - 无论成功还是失败，均写状态码到D1002（代码协议地址1003）
   - 状态码：1=成功有结果，10=结果为空，11=检测失败，12=相机失败
   - 写入状态码后恢复拍照请求轮询

## 6. 连接管理

### 6.1 自动重连机制

- 初始化时尝试连接PLC
- 连接失败时自动启动重连定时器
- 重连间隔：3000ms（可配置）
- 持续重连直到连接成功或软件关闭

### 6.2 优雅退出

- 设置关闭标志，阻止新的重连尝试
- 停止所有定时器（轮询、重连）
- 断开Modbus连接
- 释放资源

## 7. 错误处理

| 错误类型 | 处理方式 | D1002状态码 |
|----------|----------|------------|
| 相机连接失败 | 通知PLC，恢复轮询 | 12 |
| 算法检测失败 | 通知PLC，恢复轮询 | 11 |
| 检测成功无结果 | 通知PLC，恢复轮询 | 10 |
| 检测成功有结果 | 发送坐标，通知PLC，恢复轮询 | 1 |
| 连接断开 | 自动重连，发送错误信号 | - |
| 读取失败 | 记录日志，主动断开触发重连 | - |
| 写入失败 | 记录日志，返回失败状态 | - |
| 超时 | 默认1秒超时，触发重连 | - |