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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(lái)注重介紹一下如何使用Superisys RFID EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)與歐姆龍NXJ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)xml文件安裝

★ 打開歐姆龍Sysmac stduio軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目程序，選擇對(duì)應(yīng)的PLC型號(hào)及版本號(hào)（本例程中使用的是NX1P2-9024DT1 V1.47版本的PLC），選中“配置與設(shè)置”欄下的“EtherCAT”選項(xiàng)，右鍵點(diǎn)擊“編輯”選項(xiàng)，進(jìn)入“EtherCAT”網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面，如下圖所示：

★ 選中“主設(shè)備”右鍵選擇“顯示ESI庫(kù)”，選擇“安裝文件”，選擇相應(yīng)文件夾下的xml文件，點(diǎn)擊“打開”，完成安裝即可，如下圖所示：

1.2 總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備組態(tài)

★ 在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面的右上方下找到“工具箱”，選中下方 的“Superisys IACM-P4-ECT”設(shè)備,將其拖拽至“主設(shè)備”欄（或者右鍵點(diǎn)擊插入），完成EtherCAT從站設(shè)備（網(wǎng)關(guān)）的硬件組態(tài)，如下圖所示：

1.3 總線網(wǎng)關(guān)IO映射

★ 雙擊“配置和設(shè)置”選項(xiàng)下的“I/O映射”欄，點(diǎn)擊“EtherCAT網(wǎng)絡(luò)配置”欄下的節(jié)點(diǎn)1從站設(shè)備，可以看到總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備的輸入輸出映射地址，分別為四個(gè)輸入及輸出地址（對(duì)應(yīng)總線網(wǎng)關(guān)的四個(gè)RFID讀寫頭I/O映射地址），如下圖所示：

雙擊“編程”選項(xiàng)下的“數(shù)據(jù)”欄下的“全局變量”，根據(jù)“Superisys IACM-P4-ECT”從站設(shè)備的I/O地址數(shù)據(jù)類型，分別新建四個(gè)RFID讀寫頭對(duì)應(yīng)的輸入輸出映射地址，如下圖所示：

★ 返回“配置和設(shè)置”選項(xiàng)下的“I/O映射”欄，點(diǎn)擊“EtherCAT網(wǎng)絡(luò)配置”欄下的節(jié)點(diǎn)1從站設(shè)備，將新建的“全局變量”（對(duì)應(yīng)四個(gè)RFID讀寫頭的I/O映射地址變量）依次關(guān)聯(lián)至總線網(wǎng)關(guān)設(shè)備的I/O映射地址上，如下圖所示：

點(diǎn)擊“文件”選項(xiàng)下的“保存”按鈕，保存設(shè)置組態(tài)參數(shù)即可。

1.4 總線網(wǎng)關(guān)組態(tài)參數(shù)下載

★ 返回EtherCAT網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面，配置好PLC的IP地址后，點(diǎn)擊“在線”，選擇“主設(shè)備”，點(diǎn)擊右鍵，選擇“寫入從設(shè)備節(jié)點(diǎn)地址”選項(xiàng)，寫入從設(shè)備的節(jié)點(diǎn)地址，如下圖所示：

默認(rèn)的從設(shè)備節(jié)點(diǎn)地址為0，本例程中已寫入為1。點(diǎn)擊寫入完成地址寫入即可。

★成功寫入從設(shè)備節(jié)點(diǎn)地址后，在“在線”模式下，傳送下載組態(tài)的“EtherCAT網(wǎng)絡(luò)配置”參數(shù)，不要勾選第三個(gè)選項(xiàng)即不下載“EtherCAT”網(wǎng)絡(luò)配置“參數(shù)的選項(xiàng)，點(diǎn)擊“執(zhí)行”按鈕，下載硬件配置參數(shù)，如下圖所示：

★成功傳送完組態(tài)的“EtherCAT網(wǎng)絡(luò)配置”參數(shù)后，點(diǎn)擊“在線”，查看“EtherCAT網(wǎng)絡(luò)”的從設(shè)備連接情況，“IACM-P4-ECT”從設(shè)備圖標(biāo)顯示“箭頭”，則表示從設(shè)備連接成功，如下圖所示（成功連接）：

從設(shè)備節(jié)點(diǎn)地址不正確或從設(shè)備未連接上，設(shè)備會(huì)顯示“X”未連接狀態(tài)

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?功能塊介紹及使用?

打開“Sysmac stduio”編程軟件，打開“ECTGatewayDemo”樣例程序。

2.1 網(wǎng)關(guān)RFID通道I/O的變量地址映射

雙擊例程程序的“全局變量”，根據(jù)3.1.3小節(jié)分配的I/O地址映射，對(duì)應(yīng)網(wǎng)關(guān)讀寫器的輸入輸出地址變量如下圖所示：

2.2 RFID讀寫功能塊介紹

提供的程序：

調(diào)用程序：“ECTGatewayDemo”—— RFIDDemo功能塊程序調(diào)用；

功能塊：“RFIDDemo”—— RFID讀寫功能處理；

2.3 RFID讀寫功能塊引腳說(shuō)明

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

★ 功能塊引腳說(shuō)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：

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)。

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?讀寫頭讀/寫功能示例?

3.1命令執(zhí)行時(shí)序

** ★ **使能RFID

使能是使RFID工作的必要條件，調(diào)用RFID讀寫功能塊后，默認(rèn)保持RFID使能。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。

★ 命令執(zhí)行

命令的執(zhí)行以Trigger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、Done/Err以及Errcode等信息獲取命令執(zhí)行的結(jié)果。

★長(zhǎng)數(shù)據(jù)分包傳輸

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，可能存在一次無(wú)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(guò)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(guò)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)：

本例程中一次性讀寫標(biāo)簽內(nèi)存操作最大字節(jié)數(shù)為2000，大于2000字節(jié)請(qǐng)聯(lián)系我司技術(shù)人員進(jìn)行修改。

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。

“xReady”信號(hào)置1，表明讀寫器連接成功，xTP表示感應(yīng)到芯片。

3.2讀UID數(shù)據(jù)區(qū)

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

“xReady”信號(hào)置1，表明讀寫器連接成功，“xTP”信號(hào)置1，表明讀寫器感應(yīng)到標(biāo)簽；

打開“編程”下的“RFIDFunction”調(diào)用程序，在“視圖”下的“監(jiān)視窗口”下添加相應(yīng)的讀寫操作變量名稱，修改對(duì)應(yīng)的變量值可對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作。

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”自動(dòng)變?yōu)椤癟RUE”；

b)arrUIDData[0] – arrUIDData[7] 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)；

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)

1. 標(biāo)簽靠近到位，標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“1”；
2. 在arrwriteData數(shù)組中填充數(shù)據(jù)要寫入的數(shù)據(jù)；
3. 修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)度iWriteLength的值8，單位為字節(jié)；
4. 修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000；
5. 修改寫入命令xWrite 為 “1”；
6. 查看功能塊反饋回來(lái)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(shuō)明數(shù)據(jù)已寫入完成；

如果xWriteError為“1”，則說(shuō)明數(shù)據(jù)寫入失??；

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讀USER區(qū)

1. 標(biāo)簽到位，標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”；
2. 修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)度iReadLength的值為8，單位為字節(jié)；
3. 修改起始地址wReadAddress的值為16#0000；
4. 修改寫入命令xRead 為 “1”（必須先復(fù)位xWrite信號(hào)）；
5. 查看功能塊反饋回來(lái)的完成信號(hào)xReadDone和錯(cuò)誤信號(hào)xReadError。

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

如果xReadError為“1”，則說(shuō)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3.3.2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(wú)誤。

04

?錯(cuò)誤碼?

4.1 錯(cuò)誤碼詳細(xì)定義

功能塊輸出參數(shù)wErrCode包含以下錯(cuò)誤信息：

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；

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審核編輯 黃宇