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概述

EtherCAT （以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)） 是由德國(guó)倍福公司開發(fā)的、基于以太網(wǎng)的開放現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，EtherCAT為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它還符合甚至降低了現(xiàn)場(chǎng)總線的使用成本。EtherCAT的特點(diǎn)還包括高精度設(shè)備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協(xié)議（SIL3）。

本期我們來注重介紹一下如何使用Superisys RFID EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)與倍福TwinCAT3系列PLC通訊進(jìn)行通訊讀寫。

IACM-P4工業(yè)網(wǎng)關(guān)

Superisys IACM-P4系列工業(yè)網(wǎng)關(guān)是一種提供標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線協(xié)議的RFID控制器，支持ProfiNet、EtherCAT、Ethernet/IP協(xié)議。包含兩個(gè)M12 T-CODE電源供電接口，兩個(gè)M12 D-CODE 4-PIN 總線接口，4個(gè)M12 A-CODE RFID讀寫頭接口。工業(yè)以太網(wǎng)傳輸速率最高支持100Mbps，可級(jí)聯(lián)多個(gè)總線模塊到PLC中，提供強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)能力。外殼采用輕便堅(jiān)固的工程塑料，具有連接范圍廠、通信能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)好、防護(hù)等級(jí)高等特點(diǎn)。

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硬件架構(gòu)介紹

RFID架構(gòu)系統(tǒng)主要組成如下：

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?組態(tài)網(wǎng)關(guān)設(shè)備?

1.1 總線網(wǎng)關(guān)ECT文件安裝

★ 打開TwinCAT3編程軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目程序，選擇對(duì)應(yīng)的PLC具體型號(hào)（本案例使用的是“CX9020”型號(hào)，配合“EK1110”EtherCAT通訊模塊），命名完成新建后，將配置文件手動(dòng)存放在“”目錄下，如下圖所示

選擇相應(yīng)文件夾下的“Superisys IACM-P4-ECT_V1.0”文件，將其放置該文件夾下即可。

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? 網(wǎng)關(guān)設(shè)備的組態(tài)?

2.1 PLC在線

★ 雙擊“SYSTEM”，在右方彈出的對(duì)話框中找到”Choose Target”按鈕,在彈出的“Choose Target system”對(duì)話框選擇目標(biāo)系統(tǒng)，如下圖所示：

★ 點(diǎn)擊“CX Setting”選項(xiàng)欄，可在線查看PLC的設(shè)備名稱等信息，如下圖所示：

針對(duì)Data Time時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)矯正，如下圖所示：

備注：需要注意系統(tǒng)的時(shí)間如果跟實(shí)際的時(shí)間不匹配的情況下，可能造成PLC程序下載出錯(cuò)。

2.2 ECT網(wǎng)關(guān)掃描

★找到”I/O”欄下面的“Devices”，右鍵選擇“Scan”，掃描EtherCAT從站設(shè)備，在彈出的對(duì)話框中依次按照?qǐng)D示進(jìn)行選擇操作，如下圖所示：

即可掃描出EtherCAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如下圖所示，為“Box3”設(shè)備：

備注：PLC的ETHERCAT通訊接口與“IACM-P4-ECT”總線網(wǎng)關(guān)的通訊連接必須接總線網(wǎng)關(guān)的“ETH1”通訊接口。

2.3 ECT網(wǎng)關(guān)的變量關(guān)聯(lián)

★ 在全局變量中新建EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)的RFID輸入輸出映射變量，如下圖所示：

★ 在“Box3”下的“TxPDO”輸入地址映射中，選擇數(shù)組下面【0】~【31】共32個(gè)Byte進(jìn)行地址關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)至“inputaddr0”地址，點(diǎn)擊“OK”即可，如下圖所示：

其它地址依次關(guān)聯(lián)即可。

★ 在“Box3”下的“RxPDO”輸入地址映射中，選擇數(shù)組下面【0】~【31】共32個(gè)Byte進(jìn)行地址關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)至“outputaddr0”地址，點(diǎn)擊“OK”即可，如下圖所示：

其它地址依次關(guān)聯(lián)即可。

備注：EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)總共占用128個(gè)字節(jié)的輸入以及輸出地址，分別按照順序分配給RF1 RF4端口，即【0】 【31】分配給RF1，【32】 【63】分配給RF2，【64】 【95】分配給RF3，【96】~【127】分配給RF4。

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? 功能塊的介紹及使用?

打開“TwinCAT3”編程軟件，打開例程程序。

3.1網(wǎng)關(guān)RFID通道的變量映射

★ 打開“POUs”下的“MAIN”主函數(shù)，RFID通道的輸入輸出地址映射關(guān)系如下圖所示：

RF1RF4通道輸入輸出地址分別對(duì)應(yīng)inputaddr0inputaddr3以及outputaddr0~outputaddr3。

3.2 RFID讀寫程序介紹

★ 提供的程序：

調(diào)用程序：“POUs”——MAIN主函數(shù)任務(wù)下下調(diào)用 RFID功能塊程序；

功能塊：“HF_ECTGateWayDemo”—— RFID讀寫功能處理；

全局變量：“Global_Variables”——RFID IO映射;

備注：用戶在使用的過程中可將此部分內(nèi)容賦值至新建程序中。

3.3 RFID讀寫功能塊引腳說明

★ 一個(gè)“HF_ECTGateWayDemo”功能塊實(shí)例調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)端口通道的讀寫器，功能塊如下：

★ 功能塊引腳說明

每個(gè)功能塊實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)讀寫器，功能塊引腳定義及功能如下：

備注：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(cè)到的有效信號(hào)。

★ 命令執(zhí)行時(shí)序

1、使能RFID

使能是使RFID工作的必要條件，在整個(gè)工作期間是默認(rèn)保持RFID使能的。具體的時(shí)序如下所示。默認(rèn)的RFID使能置位后，Ready未置位，則表示總線模塊與RFID通訊異常。

2、命令執(zhí)行

命令的執(zhí)行以Trigger（xRead或xWrite）上升沿信號(hào)開始，在給Trigger信號(hào)置位之前，先將命令/參數(shù)/數(shù)據(jù)填充好。在命令執(zhí)行期間保持Trigger信號(hào)置位，若取消當(dāng)面命令的執(zhí)行，將Trigger復(fù)位即可，Trigger后輸入數(shù)據(jù)取的狀態(tài)信息將復(fù)位。命令執(zhí)行完后可從Read datas/Errcode取命令執(zhí)行的結(jié)果。

3、長(zhǎng)數(shù)據(jù)分包傳輸

在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可能存在一次無法傳輸完數(shù)據(jù)的情況，此時(shí)需要分包進(jìn)行傳輸。以PLC啟動(dòng)長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸為例，時(shí)序圖如下：

★ 從標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)

當(dāng)標(biāo)簽在讀取范圍時(shí)，通過讀取功能可從標(biāo)簽指定起始地址讀取特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xRead”引腳上升沿觸發(fā)，在進(jìn)行讀取時(shí)，需要先填充部分引腳參數(shù)，涉及到的參數(shù)如下：

★ 寫入數(shù)據(jù)至標(biāo)簽

當(dāng)標(biāo)簽靜止在讀取范圍時(shí)，通過寫入功能可以向一個(gè)標(biāo)簽指定的地址寫入特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xWrite”引腳上升沿觸發(fā)，在命令觸發(fā)前，需要填寫以下參數(shù)：

3.4 讀寫器讀/寫功能示例

本例程使用RFID1第一個(gè)接口進(jìn)行測(cè)試。

當(dāng)讀寫器成功連接上后，可對(duì)讀寫器進(jìn)行讀/寫操作，如下圖所示：

“xReady”信號(hào)置1，表明讀寫器連接成功，即可進(jìn)行下一步的讀寫操作：

3.4.1讀UID數(shù)據(jù)區(qū)

a) 標(biāo)簽靠近讀寫器，讀寫器自動(dòng)感應(yīng)標(biāo)簽，標(biāo)簽到位信號(hào)“xTP”變?yōu)椤癟RUE”；

自動(dòng)獲取所靠近標(biāo)簽的UID數(shù)據(jù)，固定長(zhǎng)度8個(gè)字節(jié)，可在arrUIDData查看；

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；

3.4.2寫USER數(shù)據(jù)區(qū)

a) 標(biāo)簽靠近到位，標(biāo)簽到位信號(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) 標(biāo)簽到位，標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”；

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

e) 修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000；

備注：在“xWrite”信號(hào)命令觸發(fā)前，務(wù)必先填充好“a~e”項(xiàng)參數(shù)。

f) 修改寫入命令xWrite 為 “1”；

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

如果xWriteDone值為“1”且xWriteError值為“0”，則說明數(shù)據(jù)已寫入完成；

如果xWriteError為“1”，則說明數(shù)據(jù)寫入失敗；

如下圖所示：從起始地址0開始，寫入8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)入標(biāo)簽的用戶區(qū)成功。

3.4.3讀USER區(qū)

a) 標(biāo)簽到位，標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”；

b) 修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)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；

備注：在“xRead”信號(hào)命令觸發(fā)前，務(wù)必先填充好“a~c”項(xiàng)參數(shù)。

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)xDone和錯(cuò)誤信號(hào)xError。

如果xReadDone值為“1” 且xReadError值為“0”，則說明數(shù)據(jù)已讀取完成；

如果xReadError為“1”，則說明數(shù)據(jù)讀取失敗;

如下圖所示：從起始地址0開始，讀取8個(gè)字節(jié)標(biāo)簽的用戶區(qū)數(shù)據(jù)成功。

對(duì)比3.4.2的寫入U(xiǎn)ser區(qū)的數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證寫入和讀取數(shù)據(jù)無誤。

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? 錯(cuò)誤代碼?

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：

主推產(chǎn)品Main product

1工業(yè)RFID低頻讀寫器

2工業(yè)RFID高頻讀寫器

3工業(yè)RFID超高頻讀寫器

4工業(yè)RFID總線通訊模塊

5工業(yè)RFID高頻載碼體

6工業(yè)RFID超高頻載碼體

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)Product advantage

關(guān)于我們About us

蘇培（Superisys）成立于2018年，是工業(yè)識(shí)別、通訊、傳感和數(shù)據(jù)的技術(shù)提供商，在中國(guó)武漢擁有生產(chǎn)基地、在長(zhǎng)沙、和加拿大多倫多擁有研發(fā)中心和技術(shù)中心，旗下?lián)碛泄I(yè)識(shí)別，工業(yè)通訊，以及工業(yè)傳感和數(shù)據(jù)解決方案產(chǎn)品線；擁有多項(xiàng)發(fā)明專利和著作權(quán)、參與多項(xiàng)傳感器和激光設(shè)備的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，已成為北美、和亞太地區(qū)在工業(yè)自動(dòng)化AIOT領(lǐng)域知名的產(chǎn)品品牌；真正實(shí)現(xiàn)“Designed In Toronto&Made in China”；

Superisys的產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于全球的汽車、新能源、光伏、消費(fèi)電子、家電、工程機(jī)械、航空、航天、軌道交通、石油化工、服裝等行業(yè)；用我們的“可靠”與“創(chuàng)新”推動(dòng)這些行業(yè)的工業(yè)4.0的全場(chǎng)景達(dá)成，成為全球工業(yè)傳感和通訊在工業(yè)4.0領(lǐng)域智能化的參與者；

Superisys，以super和intelligent System為寓意，致力成為您可信賴的智能制造合作伙伴！

關(guān)注蘇培智能

審核編輯 黃宇