摘要 ： EtherNet/IP作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的“通用語言”，近年來在Profinet、EtherCAT的夾擊下為何能逆勢增長？本文將以Superisys RFID與施耐德M241 PLC的通訊為例，拆解其協(xié)議優(yōu)勢與落地實(shí)踐。

正文 ：

1、EtherNet/IP的“上位史”

背景：由ODVA與ControlNet國際聯(lián)合開發(fā)，基于CIP協(xié)議，美國的工控設(shè)備制造商Rockwell/Allen-Bradley已經(jīng)圍繞EtherNet/IP進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，其他廠商如日系Omron也在其設(shè)備上支持了EtherNet/IP，EtherNet/IP已經(jīng)變得越來越受歡迎。

優(yōu)勢：兼容標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)硬件，支持實(shí)時(shí)I/O和數(shù)據(jù)交換，比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線更開放。

2、Superisys網(wǎng)關(guān)的硬核實(shí)力

雙M12總線接口+4路RFID讀寫頭，支持Profinet/EtherCAT/EtherNet/IP三協(xié)議自由切換，堪稱工業(yè)界的“多面手”。

IP67防護(hù)+3000W浪涌保護(hù)，在汽車廠噴涂車間的實(shí)測中抗住了油污和高壓水槍沖洗。

3、與施耐德M241 PLC的配置要點(diǎn)

步驟：通過Studio 5000添加EDS文件，設(shè)置CIP連接路徑，標(biāo)簽映射避免數(shù)據(jù)沖突。

避坑：注意RFID讀寫頭的響應(yīng)時(shí)間需匹配PLC掃描周期，否則可能丟包。

01? 組態(tài)網(wǎng)關(guān)設(shè)備?

1.1 總線網(wǎng)關(guān)EDS文件安裝

打開施耐德Somachine軟件，打開例程程序，在“工具”欄下方選擇“設(shè)備庫”選項(xiàng)，一次選擇“現(xiàn)場總線”下的“Ethernet/IP從設(shè)備”，點(diǎn)擊右邊“安裝”按鈕，選擇EDS文件的相應(yīng)文件夾，選中所需安裝的EDS文件，如下圖所示：

點(diǎn)擊“打開”，即可完成EDS文件的安裝。

1.2 總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備組態(tài)

★ 在右邊設(shè)備樹下選擇“Ethernet_1”下的“工業(yè)以太網(wǎng)管理器”，右鍵選擇“添加設(shè)備，在彈出的對(duì)話框中選擇“IACM-P4-EIP”設(shè)備，雙擊該設(shè)備或點(diǎn)擊對(duì)話框下方欄的“添加設(shè)備”即可成功添加總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如下圖所示：

★ 雙擊“IACM-P4-EIP”設(shè)備，分別配置總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備的通訊參數(shù)，如下圖所示，分別配置設(shè)備的IP地址、連接通道參數(shù)、IO映射等。

IP地址參數(shù)配置：

連接通道參數(shù)配置：

IO映射參數(shù)配置：

設(shè)置完成，編譯好點(diǎn)擊“保存”即可。

1.3 EIP總線網(wǎng)關(guān)IP地址設(shè)置

★ 使用總線網(wǎng)關(guān)助手軟件，點(diǎn)擊“工具”欄下的“網(wǎng)關(guān)搜索器”，點(diǎn)擊搜索（“IACM-P4-EIP”設(shè)備）,雙擊搜索出來的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，修改IP地址（192.168.1.10），點(diǎn)擊設(shè)置，重啟后生效，完成EtherNet/IP從站設(shè)備（網(wǎng)關(guān)）的IP設(shè)置，如下圖所示：

02?功能塊介紹及使用?

打開“EIPGateway_Demo_128V1.1”例程程序。

2.1 網(wǎng)關(guān)RFID通道的變量映射

參照3.1.2中的IO映射配置，在“GVL”全局變量下關(guān)聯(lián)總線網(wǎng)關(guān)的IO映射，如下圖所示：

2.2 RFID讀寫程序介紹

提供的程序：

調(diào)用程序：“POU”—— RFID功能程序調(diào)用；

功能塊：RFIDIODATA_MOVE——總線網(wǎng)關(guān)各RFID端口IO地址映射處理

功能塊：“RFID_RW”—— RFID讀寫功能處理；

2.3 RFID功能塊引腳說明

一個(gè)“RFIDIODATA_MOVE”功能塊實(shí)例調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)總線網(wǎng)關(guān)（4個(gè)RFID通道），功能塊圖形如下：

★ 功能塊引腳說明

每個(gè)功能塊實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)總線網(wǎng)關(guān)，功能塊引腳定義及功能如下：

輸入引腳定義解析：

輸出引腳定義解析：

一個(gè)“RFID_RW”功能塊實(shí)例調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)端口通道的讀寫頭，功能塊圖形如下：

★ 功能塊引腳說明

每個(gè)功能塊實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)總線網(wǎng)關(guān)，功能塊引腳定義及功能如下：

輸入引腳定義解析：

輸出引腳定義解析：

xRead，xWrite兩個(gè)信號(hào)互斥，同一時(shí)間只能有一個(gè)信號(hào)為高電平，功能塊只會(huì)執(zhí)行第一個(gè)檢測到的有效信號(hào)。

03?讀寫頭讀/寫功能示例?

3.1命令執(zhí)行時(shí)序

★ 載碼體ID讀取

調(diào)用RFID讀寫功能塊后，默認(rèn)保持RFID使能。當(dāng)讀寫頭感應(yīng)到載碼體的在位信號(hào)（xTP）的上升沿是，自動(dòng)上傳載碼體ID數(shù)據(jù)，當(dāng)載碼體離開讀寫頭感應(yīng)區(qū)域時(shí)，載碼體ID數(shù)據(jù)自動(dòng)清空，具體的時(shí)序如下圖所示：

★ 命令執(zhí)行

在執(zhí)行讀寫載碼體內(nèi)存數(shù)據(jù)命令時(shí)，需要先填寫好讀寫的參數(shù)（讀寫載碼體內(nèi)存的起始地址，字節(jié)長度，寫入的數(shù)據(jù)填充區(qū)數(shù)據(jù)內(nèi)容等），然后再觸發(fā)讀寫命令，具體的命令執(zhí)行時(shí)序如下圖所示：

在xRead/Write執(zhí)行過程中，在未收到（xRead/WriteDone、xRead/WriteError）信號(hào)時(shí)，請(qǐng)不要手動(dòng)復(fù)位xRead/Write信號(hào)，也建議用xTP信號(hào)去替代xRead信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)讀取觸發(fā)。

3.2讀UID數(shù)據(jù)區(qū)

a) 載碼體靠近讀寫頭，讀寫頭自動(dòng)感應(yīng)載碼體，載碼體到位信號(hào)“xTP”變?yōu)椤癟RUE”；

b) arrUIDData[0] – arrUIDData[7] 自動(dòng)獲取所靠近載碼體的UID數(shù)據(jù)，固定長度8個(gè)字節(jié)；

備注：UID數(shù)據(jù)出廠時(shí)設(shè)定，可讀不可寫，數(shù)據(jù)序列是唯一的；

3.3 寫USER數(shù)據(jù)區(qū)

寫入數(shù)據(jù)至載碼體

當(dāng)載碼體靜止在讀取范圍時(shí)，通過寫入功能可以向一個(gè)載碼體指定的地址寫入特定長度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xWrite”高電平開始，在命令執(zhí)行前，需要填寫以下參數(shù)：

寫入操作步驟如下：

a)載碼體靠近到位，載碼體到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“1”；

b)在arrwriteData數(shù)組中填充數(shù)據(jù)要寫入的數(shù)據(jù)；

c)載碼體到位，載碼體到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”；

d)修改數(shù)據(jù)長度iWriteLength的值8，單位為字節(jié)；

e)修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000；

f)在arrWriteData數(shù)組中填充要寫入的數(shù)據(jù)”

g)修改寫入命令xWrite 為 “1”；

h)查看功能塊反饋回來的完成信號(hào)xWriteDone和錯(cuò)誤信號(hào)xWriteError。

3.4讀USER區(qū)

從載碼體讀取數(shù)據(jù)

當(dāng)載碼體在讀取范圍時(shí)，通過讀取功能可從載碼體指定起始地址讀取特定長度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xRead”高電平開始，在命令執(zhí)行前，需要先填充部分引腳參數(shù)：

讀取操作步驟如下：

a)載碼體到位，載碼體到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”；

b)修改數(shù)據(jù)長度iReadLength的值為8，單位為字節(jié)；

c)修改起始地址wReadAddress的值為16#0000；

d)修改寫入命令xRead 為 “1”（必須先復(fù)位xWrite信號(hào)）；

e)查看功能塊反饋回來的完成信號(hào)xReadDone和錯(cuò)誤信號(hào)xReadError；

f)xReadDone信號(hào)置位后可在arrReadData數(shù)組中查看讀取的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

04?錯(cuò)誤碼?

4.1 錯(cuò)誤碼詳細(xì)定義

讀寫頭自定義錯(cuò)誤碼（命令執(zhí)行錯(cuò)誤時(shí)）：

功能塊自定義錯(cuò)誤碼：

討論 ：

你認(rèn)為EtherNet/IP未來會(huì)被TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）取代嗎？

實(shí)際項(xiàng)目中遇到過哪些協(xié)議兼容性問題？

審核編輯 黃宇