ABB机器人的Modbus-RTU通讯

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以下正文：

Modbus的前世今生

简单说下这个协议的历史，Modicon公司于1979年制定了Modbus协议标准，并用在其PLC产品上。后来Modicon公司被施耐德收购。已成为一种事实标准协议，同时也被IEC-61158工业通信总线规范收录于type 15子集。所谓一流的企业做标准，二流的企业做品牌，三流的企业做产品。这些标准国人都基本是使用者，而非缔造者，所以使用一下，产品上印个标志，做做相关的测试认证都要给老外交钱。

Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。其中Modbus-RTU通信通过串口EIA-485物理层进行。即Modbus-RTU基于485传输方式进行。若设备只有一个232串口接口，也可购买485转232接口后使用。

此次介绍ABB机器人使用Modbus-RTU与设备进行通讯。ABB机器人使用串口通讯不需要选项。

Step1-ABB机器人控制柜提供com1口作为机器人与外部设备通讯的串口，如下图。若使用Modbus-RTU通讯，需要购买485转223接口。机器人侧用232，在使用串口线时注意交叉接线。



Step2-在示教器的控制面板-配置-主题communication-Serial Port中，根据Modbus-RTU主站设备的要求，设置机器人串口参数。



Step3-Modbus rtu通过不同功能码对相应单个线圈/多个寄存器进行读写，例如使用0x03功能码读取多个保持型寄存器数据，发送数据及返回数据格式如下：



Step4-使用0x10功能码写入多个保持型寄存器数据，发送数据及返回数据格式如下：



Step5-其他功能码如下：



Step6-使用Modbus-RTU进行数据读写时，从站需要发送CRC校验码，CRC校验内容为CRC校验码之前的所有数据，Modbus-RTU CRC校验码计算方法如下：在CRC计算时只用8个数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位也包括奇偶校验位，都不参与CRC计算。

加载一值为0XFFFF的16位寄存器，此寄存器为CRC寄存器。2、  把第一个8位二进制数据（即通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的相异或，异或的结果仍存放于该CRC寄存器中。3、  把CRC寄存器的内容右移一位，用0填补最高位，并检测移出位是0还是1。4、  如果移出位为零，则重复第三步（再次右移一位）；如果移出位为1，CRC寄存器与0XA001进行异或。5、  重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理。6、  重复步骤2和5，进行通讯信息帧下一个字节的处理。7、  将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换8、  最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC校验码

具体代码如下：在任意模块最上方加入自定义数据类型ushort
MODULEserial1RECORDushortnumhigh;numlow;ENDRECORD

FUNCuShort fGetCRC16(byte arr{*},num length)VARdnum crc;VARnum len;VARuShort CRC16;crc:=65535;len:=1;WHILElen<=length DOcrc:=BitXOrDnum(crc,NumToDnum(arr{len}));incrlen;FORi FROM 1 TO 8 DOIFBitAndDnum(crc,0x01)=1 THENcrc:=BitXOrDnum(BitRShDnum(crc,1),0xa001);ELSEcrc:=BitRShDnum(crc,1);ENDIFENDFORENDWHILECRC16.low:=DnumToNum(BitAndDnum(crc,0xff));CRC16.High:=DnumToNum(BitRShDnum(BitAndDnum(crc,0xff00),8));RETURNCRC16;ENDFUNC

以下举例通过ABB机器人对汇川sp600 伺服基于modbusrtu 写入地址H31-00，bit0为1的数据，对伺服Enable。
PROC InnoEnable()        rModbusWrite InnoID,[0x31,0x00],[0,1];      !设备地址InnoID为1, 写入数据地址为H31-00,写入数据为1ENDPROC
PROC rModbusWrite(byte slaveID,ushort opAdd,ushort Data)        VAR uShort crc;        VAR uShort res;        VAR byte sendArr{8};        sendArr{1}:=slaveID;        sendArr{2}:=0x06;       !功能码0x06，写入一个寄存器        sendArr{3}:=opAdd.High;        sendArr{4}:=opAdd.low;        sendArr{5}:=Data.High;        sendArr{6}:=Data.low;        crc:=fGetCRC16(sendArr,6);        sendArr{7}:=crc.low;        sendArr{8}:=crc.High;        rSerialWrite sendArr,8;        WaitTime 0.5;    ENDPROC
   PROC rSerialWrite(byte array{*},num len)        ClearRawBytes raw_data_out;        FOR i FROM 1 TO len DO            PackRawBytes array{i},raw_data_out,RawBytesLen(raw_data_out)+1\Hex1;        ENDFOR        Open "COM1",io_device\Bin;        ClearIOBuff io_device;        WriteRawBytes io_device,raw_data_out;        Close io_device;    UNDO        Close io_device;    ENDPROC

以下举例通过ABB机器人对汇川sp600 伺服基于modbusrtu 读取地址H0B-00的数据，获取伺服电机转速（返回数据为16bit的 INT数据）。
FUNCnum InnoReadSpeed()        VAR num result;        VAR uShort crc;        VAR byte sendArr{8};        VAR byte resultArr{8};        VAR rawbytes rawbyte1;
       sendArr{1}:=InnoID;        sendArr{2}:=0x04;       !read input register use 0x04        sendArr{3}:=0x0B;        sendArr{4}:=0x00;       !参数地址H0B-00        sendArr{5}:=0X00;        sendArr{6}:=0X01;       !读取个数1crc:=fGetCRC16(sendArr,6);       sendArr{7}:=crc.low;        sendArr{8}:=crc.High;        rSerialWrite sendArr,8;       rSerialRead resultArr,7;        crc:=fGetCRC16(resultArr,5);        IF crc.High<>resultArr{7} OR crc.low<>resultArr{6} THEN            ErrWrite "CRC16-ERROR","";            Stop;            EXIT;        ENDIF        PackRawBytes resultArr{5},rawbyte1,1\Hex1;        PackRawBytes resultArr{4},rawbyte1,2\Hex1;        UnpackRawBytes rawbyte1,1,result\IntX:=INT;        !返回数据为16bit的有符号INT数据，按照INT数据进行        RETURN result;ENDFUNC
PROCrSerialRead(inout byte array{*},num rLength)VARnum num1;ClearRawBytesraw_data_in;Open"COM1",io_device\Bin;Rewindio_device;        FOR i FROM 1 TO rLength DO            num1:=ReadBin(io_device\Time:=0.5);array{i}:=num1;ENDFORClearIOBuffio_device;Closeio_device;UNDOCloseio_device;ENDPROC
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