学就会用！ABB 机器人 MODBUS TCP 通讯案例全分享（附程序）

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导读

在工业生产的工作现场，设备间的通讯交互至关重要，这有助于实现高效协同作业和自动化控制。ABB 机器人作为工业机器人领域 “四大家族” 的成员之一，具备极为丰富的通讯功能。

当现场需要让 ABB 机器人与支持 MODBUS TCP 通讯协议的 PLC 进行通讯时，会面临一个挑战：ABB 并未提供标准的 MODBUS 相关处理函数。

不过，我们可以采用普通 socket 进行数据的收发操作，并严格按照 MODBUS TCP 的数据格式来传输信息，以此实现二者之间的通讯。

需要注意的是，由于 ABB 工业机器人没有专用的指令用于 MODBUS TCP 通讯，所以它只能作为通讯客户端。

为确保通讯的稳定建立，可将客户端连接程序放置在初始化程序里。这样一来，机器人每次启动运行时，仅需执行一次连接操作即可，既保证了通讯连接的有效性，又避免了不必要的重复连接，提升了系统运行效率。

运用 MODBUS TCP 通讯协议

MODBUS TCP 是 MODBUS 协议与 TCP/IP 网络标准相结合的产物，它具体实现了 MODBUS 协议在 TCP/IP 网络上的应用。

在数据传输过程中，MODBUS TCP 会在 TCP 报文中插入 MODBUS 应用数据单元。

特别需要注意的是，Modbus 协议为其分配的 TCP 端口号是 502，这也是目前仪表与自动化行业中唯一被分配的端口号，其采用的硬件接口为以太网接口。

MODBUS TCP 信息帧主要由报文头、功能码和数据三部分组成。其中，消息报文头由四个子部分构成，共计 7 个字节。

与 MODBUS RTU 不同的是，MODBUS TCP 中没有 CRC 校验环节，这是因为校验工作由 TCP/IP 协议和以太网的链路层共同完成，这种设计既保证了数据传输的准确性，又提升了通讯效率。

以下是对 MODBUS TCP 信息帧各部分的详细解读：

1. 传输标识符：长度为 2 个字节，它的主要作用是标志 Modbus 询问或应答的传输过程。在实际应用中，通常默认其值为 00 00。通过这个标识符，通信双方能够准确识别每一次的询问与应答对应关系，确保数据传输的有序性。

2. 协议标识符：同样占据 2 个字节的长度。当该标识符的值为 00 00 时，表示采用的是 Modbus 协议进行通信。这一设定为通信双方提供了明确的协议依据，保证了数据能够按照 Modbus 协议的规则进行解析和处理。

3. 数据长度：此部分也是 2 个字节。它所表示的是从单元标识符之后开始的数据个数。通过明确数据长度，接收方可以准确知道后续需要接收和处理的数据量，避免数据接收不完整或错误解析的情况发生。

4. 单元标识符：长度为 1 个字节，其作用类似于 MODBUS RTU 通信中的从站站号。在一个包含多个从站设备的 Modbus 网络中，单元标识符用于唯一标识每个从站设备，使得主站能够准确地与特定的从站进行通信交互。

5. 功能码：占据 1 个字节的长度。功能码在 Modbus 通信中扮演着至关重要的角色，它定义了本次通信操作的具体类型，可用于读取设备的数据，也可用于往设备中写入数据。不同的功能码对应着不同的操作，例如读取寄存器值、写入单个线圈等。

6. 数据：数据部分的长度会根据读取数据长度的不同而变化，由 n 个字节组成。这部分承载了实际需要传输的业务数据，如设备的状态信息、测量值等。通信双方根据功能码的要求，对这部分数据进行相应的处理和解读。

功能码(决定了是写数据还是读取数据

由于 MODBUS/TCP 通讯协议是基于以太网实现的，所以当 ABB 机器人要使用该协议进行通讯时，必须具备 616 - 1 PC INTERFACE 选项。

您可以在机器人的主菜单中，通过选择 “系统信息” 来查看该选项是否已安装

在使用 MODBUS/TCP 进行通讯时，通讯介质采用普通网线就能够满足需求。

不过需要注意的是，这根网线要连接到机器人控制器的 “X5” 网口上，以确保通讯的正常建立和数据的稳定传输

案例

以下是一个更为详细、清晰且具有逻辑性的案例说明，详细阐述了 ABB 机器人与调试工具之间通过 MODBUS/TCP 进行数据交互的具体过程：

案例背景

本案例旨在实现 ABB 机器人与调试工具之间的通讯，通过 MODBUS/TCP 协议，让 ABB 机器人从调试工具中读取特定的保持寄存器值，并将读取到的数据在机器人的示教器上进行显示。在此通讯过程中，ABB 机器人充当客户端，调试工具则作为服务器。

具体操作步骤

1. 通讯参数设置

调试工具的 IP 地址设定为 127.0.0.1，端口号设定为 502，这是 MODBUS/TCP 协议常用的端口号，确保了与 ABB 机器人之间的通讯连接。

2. 数据读取要求

ABB 机器人需要读取调试工具中的保持寄存器的值。具体来说，从第 6 字节开始，连续读取 2 个字的数据。为实现这一操作，将使用功能码 0X03，该功能码在 MODBUS 协议中专门用于读取保持寄存器的值。

3. 数据显示

当 ABB 机器人成功读取到所需的数据后，会将这些数据显示在机器人的示教器上，方便操作人员直观地查看和分析。

通过以上步骤，ABB 机器人与调试工具之间完成了一次基于 MODBUS/TCP 协议的数据读取与显示操作，为工业自动化生产中的设备监控和数据采集提供了有效的解决方案。

案例源文件下载方式，请看文末

机器人端程序编写

在 MODBUS 调试工具里，需预先完成相关参数的设置。首先，将 IP 地址设定为 127.0.0.1，端口号设定为 502，以此建立起标准的 MODBUS/TCP 通讯环境。

接着，针对地址 00 06 和 00 07 进行手动赋值操作，分别将这两个地址的值设定为 5 和 8，从而为后续的数据交互提供准确的数据源

在MODBUDS调试工具“消息”这一栏中可以看到信息帧数据（蓝色字体代表机器人给到调试工具的，红色字体代表调试工具给到机器人的）

在【ABB 机器人 MODBUS TCP 通讯】案例中，涉及到 MODBUS TCP 协议的请求帧与响应帧。

以下将对其各部分进行详细解读，帧中的数据以十六进制表示，不同颜色字体区分请求帧和响应帧信息。

请求帧（蓝色字体，从左往右）

1：传输标识符（00 00）：长度为 2 字节，用于标志 Modbus 询问的传输，在本次通讯中默认设置为 00 00，确保数据传输的唯一性和可识别性。

2：协议标识符（00 00）：同样 2 字节，00 00 明确表示使用的是 Modbus 协议，为数据传输确定协议标准。

3：数据长度（00 06）：2 字节，表明从单元标识符往后的数据字节个数为 6 个，帮助接收方确定数据接收范围。

4：单元标识符（FF）：1 字节，类似于 MODBUS RTU 中的从站站号，FF 代表特定的从站设备，这里即目标调试工具。

5：功能码（03）：1 字节，功能码 03 用于读取保持寄存器的值，是本次请求操作的核心指令。

6：寄存器地址（00 06）：2 字节，指定了要读取的保持寄存器起始地址为 00 06。

7：数据个数（00 02）：2 字节，表示要从起始地址开始连续读取 2 个数据。

响应帧（红色字体，从左往右）

8：传输标识符（00 00）：与请求帧对应，同样 2 字节，用于匹配响应...

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